k空間と画像構成/ 磁性

試18-12、18-13、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 空間の中央に充填するエコーのTEを実効TEと呼ぶ

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く、本数が少ない(位相方向のFOVは小さい)
・マトリクスサイズは不変(空間分解能は不変)
・撮像時間は短縮
・SNRは低下

部分フーリエ法

・K空間の半分強を位相エンコードしている
・エルミート対称を利用
・位相エンコード間隔は等しい(FOVは不変)
・マトリクスサイズは不変(空間分解能は不変)
・撮像時間は短縮
・SNRは低下
・空間分解能は等しい

部分エコー法

・周波数方向のサンプリングを省略している
・位相エンコード間隔は等しい
・位相エンコード数は等しい
・撮像時間は不変
・SNRは低下
・TEの短縮が可能

ラジアルスキャン

・動きに強い
・撮像時間は短縮

スパイラルスキャン

参考：完全解説P201　　参考PDF

○概要
・周波数エンコード、位相エンコードに相当する傾斜磁場を常に変化させる
→k空間を中心から螺旋状に充填していく
→渦電流の影響を考慮する

・傾斜磁場の変化式
Gx(t)＝ g sinωt ＋ gt_ωcosωt
Gy(t)＝ g cosωt － gt_ωsinωt

・信号取得k空間座標は極座標系
→取得した信号の直交座標系への変換が必要

・撮像時間は短縮

・Parallel Imagingを使用するとさらに高速撮像化できる

○利点
・短時間で高分解能な画像が得られる
・高SNR
→k空間の中心部よりデータ収集を行うため
→より大きな信号を低周波成分に当てはめられる

・各傾斜磁場の変化により血流等のフローアーチファクトの影響を受けにくい
・流れや動きの影響を受けにくい

○欠点
・ケミカルシフトアーチファクトの影響を受けやすい
・susceptibility artifactの影響を受けやすい
・磁場の不均一性によるblurringの影響を受けやすい

 

磁性

参考：完全解説P416、426-428
試17-44、7-9、9-1、1-1

反磁性体

・「紙」「木」「布」「C」「Au」「Ag」「Cu」「H2O」など
・不対電子：ない
・外部磁場B0にさらされると，外部磁場B0に対して反対方向に弱い磁場が誘導される
・MRIへの影響は無視できる

常磁性体

・「ガドリニウム造影剤(Gd+3)」など
・不対電子：ある
・外部磁場にさらされると磁化するが、外部磁場が消失すると磁化も消失する
・常磁性体の磁化率は10^-6～10^-2程度

強磁性体

金属状態の鉄属元素：「Fe」「Ni」「Co」「Gd」など
・外部磁場にさらされると磁化し、外部磁場が消失しても磁化したまま
(残留磁化や磁化履歴現象、自発磁化)
・外部磁場B0にさらされると強く引きつけられる

ステンレス銅について

参考HP①　　参考PF①

・加工方法によって磁性が変化する

・結晶構造が体心立方格子：強磁性体
　面心立方格子：磁性無し