基礎物理

基礎分野

基礎用語

試17-17、16-16、16-46、15-8、14-1、14-2、13-1、13-3、12-2、10-9、9-9、9-19、8-1、7-1、7-3、7-4、7-9、7-15、6-15、6-16、5-2、5-6、5-9、1-31 参考書籍 :完全解説P60、P93、P106、P140、P343、P525  集中講習P86 T1緩和 ・スピン-格子緩和とも呼ばれる ・T1(スピン-格子緩和時間)   縦磁化が初期磁化の63.2%になる時間 ・T1値は磁場強度、TRの値が高くなるほど大きな値になる(正比例はしない) ・分子の運動周波数が共鳴周波数に最も近い場合に最短のT1値になる ・スピン系のエネルギーはT1緩和によって変化する ・T1値≧T2値≧T2*値(純水のみ同じ) ・脂肪のT1値<水のT1値 ・縦緩和速度 ≦ 横緩和速度 T2緩和 ・スピン-スピン緩和とも呼ばれる ・T2緩和の原因   双極子-双極子相互作用による局所磁場揺動 ・T2(スピン-スピン緩和時間)   横磁化が初期磁化の36.8%になる時間 ・T2値   分子の運動周波数が大き...
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核磁気共鳴 / 3T装置

核磁気共鳴 試17-6、15-6、11-1、10-4、9-4、5-6、2-11、1-11 参考書籍:完全解説P343、P95、P96、P85 概要 ・陽子、中性子がともに同じかつ偶数であればすべてのスピンが対をつくるため磁性はもたない ・核磁気共鳴現象を示す核種の例(過去出題分) 核種 スピン量子数 核種 スピン量子数 1H 1/2 25Mg 5/2 2H 1 27Al 5/2 13C 1/2 31P 1/2 14N 1 39K 3/2 15N 1/2 41K 3/2 19F 1/2 43Ca 7/2 23Na 3/2 129Xe 1/2 上記以外は完全解説P17表1-1-1を参照 ・横緩和時間は共鳴周波数幅が広いほど短縮する ・常磁性物質が持つ不対電子の磁気モーメントはプロトンの磁気モーメントの658倍 ・双極子間相互作用(DDI:dipole-dipole interaction) 緩和の基本メカニズム 水...
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撮像条件

フリップ角 試8-1 参考書籍:完全解説P63 フリップ角θ = γ・B1・t γ:磁気回転比 B1:RFパルス強度 γ・B1:RFパルスによる歳差運動の周波数 t:RFパルスの照射時間 FOV 試16-13、7-14、7-30、9-9、5-9 参考PDF FOV=BW/(γ×G) BW:受信バンド幅 γ:磁気回転比 G:傾斜磁場強度 スライス厚 試16-11、14-11、1-2、2-2 参考書籍:完全解説P492~ スライス厚Δz=BW/(γ×Gz ) BW:送信バンド幅 γ:磁気回転比 Gz:傾斜磁場強度 傾斜磁場(空間磁場勾配) 試16-11、16-46、14-8、14-9、14-11、14-32、14-33、13-33、12-33、12-34、9-22、7-23 参考書籍:完全解説P157,165,169,P474~489~ ・磁場勾配により位相差を生じる ・位相エンコードステップの最大勾配磁場の強度は  位相差が±πを超えないように設定する ・傾斜磁場は磁気モーメントの位相分散(dephasing)を伴う ・読み取り傾...
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k空間と画像構成/ 磁性

試17-16、16-12、16-10、15-11、14-10、10-3、5-3、4-10 参考書籍 :完全解説P175、P182,P190、P192,P196  撮像技術P28、77 k空間と実空間 ・k空間は画像を構成する様々な空間周波数をもつ正余弦波のフーリエ係数を表す ・エルミート対称(複素共役対称の性質)がある ・k空間の座標軸は波数である ・実信号は偶関数、虚信号は奇関数である ・実空間とk空間は互いにフーリエ変換の関係にある ・磁場勾配による位相変化は磁場勾配の強さに依存する ・実空間のFOVが大きさとk空間の空間周波数成分の細かさ(Δk)は反比例する ・k空間の大きさ(波数範囲)LOKと実空間のボクセルサイズは反比例する k空間の充填 SE法、FSE法、GRE法 EPI法 ・撮像時間が最速 長方形マトリクス ・位相エンコード間隔は等しい ・位相エンコード数が少ない ・マトリクスサイズは増大(空間分解能は低下) ・撮像時間は短縮 ・SNRは上昇 SENSEシーケンス ・位相エンコードを間引いているため間隔が大き...
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画質への影響

表面効果 試5-40、8-36 参考書籍:完全解説P352 ・石灰巣に高分子が捕捉されて、動きが制限されてT1が短縮し、T1WIで高信号を示す現象 ・石灰化の表面積が大きいほどT1短縮効果が大きい 例)T1WIやPDWIで膝関節半月板の断裂面が高信号になる ※「石灰巣」を「粘調な蛋白質溶液」に置き換えると「高分子水和効果」という MT効果 試16-16、14-1 参考書籍:完全解説P341、撮像技術P255 ・磁化移動のこと ・適当なオフセット周波数のRFパルスを照射したとき、飽和した水素原子核の磁化が、ゆるく結合する水分子中の水素原子核のスピン系に移動すること ・コントラストの低下につながる ・On-resonance法でのMTパルスは横緩和時間の差を利用して結合水の磁化を飽和させる 位相分散 試13-38 ・高速SEで血管(血流)が低信号に描出される ・対策:「TEを短くする」 磁化率効果 試7-12 ・磁場強度に比例する J-カップリング(スピン-スピン結合) 試15-8、7-12、5-2、3-31 参考書籍:完全解説P336 ・単...
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SE法 / SSFSE法

SE法 試14-17、11-13、10-20、8-14、6-14、5-18 参考PDF 概要 ・磁場の不均一に強い ・SE法で撮像する画像の種類 → 「T2WI」「FLAIR」「プロトン密度強調画像」「T1WI」 ・180°パルスは縦磁化成分と横磁化成分を反転させる ・CPMG法を用いたSE法 → 180°パルスが不正確でも偶数番エコーは正確なT2減衰を示す → 一度に多数のTEの異なったスピンエコー信号が得られる ・SE法の信号強度SI SI∝ρ×(1-exp(-TR/T1))×exp(-TE/T2)  (ただしTR≫TEの場合) ρ:プロトン密度 T1:縦緩和時間 T2:横緩和時間 TR:繰り返し時間 TE:エコー時間 シーケンスチャート TEはチャート内のTの2倍の時間 180°パルスのみを取り除くとGRE法になる 流速補正用勾配が付加されている AとBの面積は等しい 3D高速SE法 試8-14、6-14 ・再収束パルス角を小さくする →SARは低下 SNRは低下 画像コントラストは低下 ・再収束パルスを非選択的パルス...
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高速イメージング / IR法

高速イメージング 試16-12、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 ・g因子はコイル感度分布に依存する 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...
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GRE法

試16-15、12-10、11-5、10-23、9-9、9-26、8-26、8-3、6-9、5-14 参考書籍:完全解説P257.P323~326~、撮像技術P91、259、264、260 概要 ・特徴 :「TEが短い」「TR が短い」 「撮像時間が短い」 「任意のフリップ角度」 「スライス厚の薄層化が可能」 「磁化率差に鋭敏でT2強調画像が得られない(T2*強調画像になる)」 SE法に比べて :「S/N比が小さい」 「磁化率の影響と磁場の不均―性の影響を受けやすい」 ・180°パルスを使用しない → TRの短縮により短時間撮像が可能 → SNR低下のためフリップ角を小さくして補償する → 磁化率の影響を受ける → T2WIではなくT2緩和と磁場の不均一の影響を合わせたT2*WIとなる ・コントラストはFAにより変化する T1WIを撮像する際は,FA(flip angle)を90°よりも小さくする T2*WIを撮像する際は30°以下の小さいFAを用いる ・GRE法で撮像する画像 :「T2*」 「MRA」 「磁化率強調画像」 ・造影検査では...
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MR血管撮像

MRA:bright blood MRA 試17-11、17-17、17-22、16-17、16-36、15-26、14-49、13-36、13-49、11-3、9-10、6-12、5-4、5-11、5-29 参考書籍  完全解説P595,581   撮像技術P117,122,219,230,249,307 参考PDF①  参考PDF② 参考PDF③  参考PDF④ タイムオブフライト法(TOF:time of flight) ○概要 ・GRE法を用いて流入(インフロー)効果を利用 ・TRごとにαパルスを与えると、新しくその部分に入る血液は、縦磁化はずっと回復した状態と同じとみなせ、これを短いTRにて画像にすると血管だけを強調できる ・血管以外のTl値の短い物質ほど高信号 ・得られた画像は,MIP処理され三次元的に観察される ・流入効果を高めるため、目的の血管に垂直な断面にする ・脳血流の低下が予想される場合、TRの延長で血管の描出能が向上する ・エコー時間を短縮すると位相分散を少なくし、乱流の影響が減少する ○撮像法 a) 2D-TOF法 ・頸部や...
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拡散強調像(DWI) / 拡散テンソル画像(DTI)

拡散強調像(DWI) 試17-8、17-12,17-13,17-22,17-28,17-38,16-34、15-28、14-2、14-21、12-15、11-10、9-8、9-15、7-13、4-4、2-13、1-13 参考書籍:完全解説P268~ 、 撮像技術P125~ 参考PDF①  参考PDF②  参考PDF③ 参考PDF④  参考PDF⑤  参考PDF⑥ 参考PDF⑦  参考PDF⑧  参考HP①  概要 ・水分子の拡散の大きさとその方向を知ることができる ・分子運動が少ない程、高信号(腫瘍内容など) ・同時に3方向に拡散運動検出傾斜磁場(MPG:motion probing gradient)を付加することで拡散の異方性をなくすことができる ・水分子拡散の確率密度分布は生体内で正規分布しない ・EPI法はスピンエコー法に比べバンド幅が広い → ケミカルシフトアーチファクトの影響が小さい ・EPI法によるDWIでは縦緩和の影響を排除するためにTRを長く設定する ・DWIBS:全身の拡散強調背景抑制法 ・IVIM:ボクセル内におけるランダムな水分子の...
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MR灌流強調画像(perfusion weighted imaging:PWI)

概要 試17-14、17-39、16-35、16-37、15-30、14-23、13-23、10-16、8-5、7-5、6-5 参考書籍: 完全解説P624~P639~P645 MRI評価と解析 参考PDF①  参考PDF②  参考PDF③ 参考PDF④  参考PDF⑤  参考PDF⑥ 参考PDF⑦ 参考HP①    参考HP②    参考HP③  参考HP④  ・脳血流量(CBF)、脳血液量(cBV)、平均通過時間(MTT)が得られる ・関心領域内の微小循環による信号強度変化を経時的に画像化する ・灌流(perfusion)  組織の毛細血管における血流動態   単位時間あたりに入れ替わる血液量で表される(ml/min/100g) 撮像法 1.DSC-PWI (dynamic susceptibility contrast PWI) ○手法 ・Gd造影剤を血管内急速注入後のT2*WI(通常はEPI法)を  連続撮像する  造影剤の磁化率降下により血管内外の信号強度差が生じる  そのT2短縮効果による信号上昇を継時的に観察する  組織の信...
基礎分野

SWI

SWI (susceptibility weighted image:磁化率強調像) 試17-17、17-38、15-2、15-13、13-23、13-45 参考書籍:完全解説P295~ 参考PDF① ○概要 ・磁化率効果を強調した画像 ・T2*WIに位相画像を乗じて磁化率変化を強調する ・微量な鉄沈着や酸素飽和度(デオキシヘモグロビン量)の違いを描出できる ・磁化率効果の高い静脈構造を強調することで、髄質静脈や深部静脈系が明瞭に描出される ・静脈系の描出に適している ・静脈は位相変化が少ないため低信号に描出される ・TEが長いと静脈の描出が向上し、SNRは低下 ・Gd系造影剤を用いると細い静脈が見えやすくなる ・高濃度酸素を投与していると静脈を過小評価することがある ・位相コントラスト画像はQp/Qs(肺循環体循環血流比)を測定できる ○パラメータの影響 ・ボクセルサイズ :小さいほうが微細な磁化率の違いを捉えやすい ・静磁場強度 :高いほうが微細な磁化率の違いを捉えやすい
基礎物理

第15回-問題7

第15回の問題7の正答がわかりません みなさんの意見を聞かせていただけるとありがたいです よろしくお願いします 問題文 電磁誘導の微分方程式を以下に示す.Vに関する正しい記述はどれか.3つ選べ. Vは誘導起電力,Aは比例定数,Mは磁化,tは時間,𝜔0はラーモア周波数とする. 1. 𝑴に比例する. 2. 𝜔0に比例する. 3. z軸成分は1である. 4. x軸成分は正弦波である. 5. y軸成分は正弦波である. 回答 解説サイトや掲示板を確認したところ、選択肢134もしくは14と意見があります。 解なしではとの疑いも出ている問題です。 考察 参考書籍:完全解説第2版P65~69 根拠はないですが、個人的には145だと思っています。 選択肢1は参考書籍内に記載があるので正しいです。 選択肢2、3,4,5はわかりません。
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