高速イメージング / IR法

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高速イメージング

試15-17、15-18、15-19、13-41、12-19、8-12、5-20、4-39
参考書籍:完全解説P201,P203~、P212~、撮像技術P100

1.パラレルイメージング

 

概要

・k空間を間引いて信号を取得
・複数コイルの空間的な感度差を利用してk空間座標を埋める
位相方向の画像展開を行う
・複数のコイルを間引く方向と平行に配置する

SENSE法(sensitive encoding)

・k空間の外での画像上でのデータ操作(折り返しを戻す)によるParallel imaging
・折り返しアーチファクトのある画像を再構成し、コイル感度分布の情報から折り返しを展開する
・過程
①事前にコイル感度分布を収集
②k空間の位相エンコードラインを間引いて信号取得
③フーリエ変換にて各コイルの折り返し画像が再構成される
④各コイル感度分布の情報から折り返しを展開する

・SENSE法のメリット
①時間分解能が向上
②撮像範囲の拡大
③モーションアーチファクトの低減
④EPIによる歪みの低減
⑤sshT2WIのブラーリングの低減
⑥SAR低減効果
⑦撮像時間の短縮

 

SMASH法(simultaneous acquisition of spatial harmonics)

・k空間内操作(k空間の埋め方)によるParallel imaging
・コイル感度分布の情報をもとにk空間内の位相エンコードラインを完全に埋めた後に画像再構成する
フーリエ変換前に折り返しを展開する
・過程
①事前にコイル感度分布を収集
②k空間の位相エンコードラインを間引いて信号取得
③信号収集した行と各コイル感度分布の情報から間引いた行を推定し、全位相のk空間座標を埋める
④フーリエ変換にて折り返しのない画像が再構成される

 

 

2.圧縮センシング(Compressed Sensing)

参考PDF①  参考PDF②

・収集データから少数サンプリングによって画像を復元する
・不足データ(少数サンプリング)から全データによる画像と同様の画像を作成する
・少数サンプリングに伴うアーチファクトのインコヒーレント化とアーチファクトに埋もれた画像データをいかに取り出すかが重要
・圧縮センシングが有効に働くための要素
:「スパース(疎)性」→画像におけるゼロ成分が多いことである
k-space上でのランダムサンプリング
ノイズ除去のための繰り返し計算

・k空間軌跡
k空間を上下(位相エンコード方向)に移動すると不具合が生じる
信号の大きいk空間中心部を多くランダムに収集する
周波数エンコード方向のサンプリング時間は撮像時間に大きく影響しない

・用途:
MRAやMRCPといったコントラストの高い画像に有用
ラジアル法やスパイラル法などの非直交座標系にも応用できる

IR法

試14-19、11-17、8-15、5-8
参考書籍:撮像技術P85、集中講習P13

概要

・撮像自体をIRパルス(反転パルス、180°パルスとも言う)で行う
→SE法で十分なT1コントラストが得られない3T装置で好んで使用される
→T1を強く強調した画像になる

・プリパルス(preparation pulse:準備パルス)として、通常の撮像(SE法、GRE法など)の前に信号を修飾する目的で使う
→主に脂肪、心筋、水の信号を0にするために使用する

・各組織の信号をIRパルスでマイナスの最大値に倒しておいて、各組織の信号回復曲線がゼロを通過する点(null point)を狙って撮像する
→null pointは各組織によって異なる
→例:STIR画像(脂肪のnull pointに設定)
   FLAIR画像(水のnull pointに設定)
→TIをnull pointに合わせて撮像する。

・スピンエコーよりもはるかに強いT1強調像を得ることができる

・最初に180°パルスを使用する。

・スピンエコーでは正の部分を利用するが、IRでは絶対値演算は行わず、実数成分だけを用いて画像を作り、マイナスの範囲も含めた大きなコントラストをそのまま横磁化にして信号をスピンエコーで得る

・IR法における、時間TIにおける縦磁化成分の変化MZ
MZ(TI)=M0{1-2exp(-TI/T1)}
 M0:磁化
T1:組織のT1緩和時間
TI:inversion pulseの印加する間隔

・IR法における、時間TIの信号強度My
My(TI)=M0-2M0・exp(-TI/T1)+M0・exp(-TE/T2)

・IR法におけるTI算出
TI:組織の信号をnullにする時間
TI = ln2×T1
= 0.693T1

撮像法

○FLAIR:Fluid attenuated inversion recovery(水信号抑制)
・IR法を使用して長いT1の水信号を抑制したT2WIを得る
・自由水のみが無信号
スライス選択制のIRパルスを使用する
・脳腫瘍が観察できる。

○STIR:Short TI inversion recovery(脂肪抑制)
・縦緩和時間(T1)差を利用した手法
・低磁場の装置やシミングが困難な部位でも使用可で、撮像条件が限定される
・血腫や常磁性造影剤濃染組織の信号も抑制可能

○Double IR法

参考HP
・WAIR(white matter attenuated IR)画像
脳脊髄液と白質を同時に抑制し、灰白質のみを強調した画像

・GAIR(gray matter attenuated IR)画像
脳脊髄液と灰白質を同時に抑制し、白質のみを強調した画像

 

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