PowerPoint プレゼンテーション

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1

第26回関西Gyro（2017.6.3）

3D撮像の基礎

（TSEを中心に）

Yu Ueda

Philips Electronics Japan MR Application Specialist

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3D-TSEの始まり・・・

MRCPや内耳などHeavy T2WIとして使用

T2W Drive:TE200msec _MRCP:_{TE 500msec}

 撮像時間が長い

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Today’ｓ Topics

3D TSEの基礎

VISTAに関連したパラメータ

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View-Today’ｓ Topics

3D TSEの基礎

(5)

View-MS 3D 6mm Thickness 2mm Thickness 2mm Thickness 2D vs. 3D

(6)

6 RF Z Y X Echo Echo スライスエンコード連続性が乏しい連続性が高い RF Z Y X Y Z Y X Z X 2D vs 3D

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X Y RF Z Y X Z 3D

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X Y RF Z Y X Z 3D

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X Y RF Z Y X Z 3D

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X Y RF Z Y X Z 3D

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位相方向に充填スライス方向に繰り返し充填 位相(p) 周波数(m) スライス(s) acquisition time

(TSE factor x Echo Space)

TR

shot interval 1sl

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RF Z Y X Echo 撮像時間 _{＝ TR ×位相データ数×NSA} ex. TR：3000，位相数：20，NSA：１ 3000×20×1＝ 60000ms ＝ 60秒＝ 1分 k=0 X Y 2Dの撮像時間

(13)

RF Z Y X Echo 撮像時間＝ TR ×位相データ数×NSA × Slice枚数

ex. TR：3000，位相数：20，NSA：１， Slice 100枚 3000×20×1×100＝ 6000000ms ＝ 6000秒＝ 100分 スライスエンコード Y X Z 3Dの撮像時間

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なぜ3DはSNRが高い？ X Y Z X Y Z 2D 3D Δz 3Dはvolume励起を行うため、多くの信号が得られる。

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3Dの特徴 • 高SNR • スライス方向の連続性に優れる（スライス選択はスライスエンコードによって） • 任意の断面で再構成可能 • 撮像時間が長い • スライス方向の折り返しに注意 • 2Dと比較すると、コントラストが弱い

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Today’ｓ Topics

3D TSEの基礎

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View-VISTAの概要

VISTA（Volume Isotropic Tse Acquisition）

• 等方性ボクセルを目的とした3Dのデータ収集

• T2WI、T1WI、PDWI、FLAIR、STIRやblack blood（BB）など様々なコントラストで使用

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3D-TSEとVISTAの違い

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180 90 RF Gz Gy Gx Signal 160 150 140 Echo space 3D volume selective R12 / R1.8～ 3D-TSE

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180 90 RF Gz Gy Gx Signal 160 150 140 R12 / R1.8～ VISTA 3D volume selective Echo space

(21)

180 90 RF Gz Gy Gx Signal 160 150 140 R12 / R1.8～ VISTA 3D volume selective Echo space

(22)

Echo spaceすなわちTEが短縮

3D non-selective : no 3D non-selective : yes

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VISTA

T2WI FLAIR T1WI

(24)

Echo space TSE factorが より多く入るため、撮像時間の短縮と motion artifact の低減 TEeff TEeff 実行TEを固定 3D non-selective：no 3D non-selective：yes

(25)

Echo space TSE factorを固定 25 TE effを短く 設定可能であるため、様々なコントラストを作成可能 TEeff TEeff 3D non-selective：no 3D non-selective：yes

(26)

VISTAのパラメータ TE調整の為のパラメータ 3D Non-selective Ultra short HalfScan Profile order その他のパラメータ Refocusing control Flow Compensation Slice oversampling Startup echo

✔

(27)

✔

(28)

Ultra short

リフォーカシングパルスの照射時間を短縮

ESの短縮

(29)

Ultra short

(30)

VISTAのパラメータ TE調整の為のパラメータ 3D Non-selective Ultra short Half Scan Profile order その他のパラメータ Refocusing control Flow Compensation Slice oversampling Startup echo

✔

(31)

Half scan 実測 data 算出 data スキャン時間とTE短縮法として開発複素共役対称と呼ばれるk-空間の対称性を利用して、データを算出することが可能実測するデータを減らすことが出来る k=0

(32)

Half scan

Half Scan + Rev. Linear

k=0 k=0

Half Scan + Linear

• TEの短縮が可能 • 撮像時間の短縮（TEを短縮した場合） • 画像はボケやすい • TEは変わらない • 撮像時間の短縮（後半のデータ収集が減少） • 鮮鋭度が高い

(33)

Half scan

k=0

Full Scan + Linear

TE_eff : 128 ｘ 5 = 640ms

-128 +127

k=0

Half Scan + Linear

-128 +127 half factor : 0.6 t t TE_eff : 26 ｘ 5 = 130ms Echo Space

(34)

Half scan

k=0

Full Scan + Linear

TE_eff : 128 ｘ 5 = 640ms

k=0

Half Scan + Rev. Linear

half factor : 0.6 t t TE_eff : 128 ｘ 5 = 640ms 撮像時間 _{: 256 ｘ 5 = 1280ms} 撮像時間 : 154 ｘ 5 = 770ms -128 +127 -128 +127

(35)

✔

(36)

3D k-space profile order Inner Loop Contrast

Profile order Low-High

Turbo direction ‐

Half Scan No Yes

Linear ‐ Contrast

Rev-Linear

Inner Loop Contrast

Turbo direction Y

Half Scan No Yes

Linear Z Contrast Rev-Linear ■ ～R1 ■ R2～ Radial

(37)

Y

X

Z

Turbo direction Y Half Scan no Inner-loop Outer loop Contrast enh. Linear Dyn / Ang Outer Loop Angio

Inner Loop＆Outer Loop

3DTSEのOuter Loop はLinear固定！

(38)

Turbo direction Y

Half Scan no

Y Z

3D k-space profile order

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Profile order Linear

Turbo direction Y

Half Scan no

Y

X

長いTEのコントラストを得るため（T2WI）シャープな画像を得るため（T1WI、PDWI）

(40)

Y

X

Z Inner Loop Contrast

Profile order Linear

Turbo direction Z

Half Scan Yes

62.5%

実測 data 算出 data k=0 Half Scan 複素共役対称を利用。実測データを減少できる K0までの時間を短縮 TE短縮可能

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条件設定の注意点

１mm iso voxelに設定したはずが…

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VISTA（3D-TSE）撮像の注意点

位相数÷TSE factor＝割り切れない場合、

余った分は収集しない

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Profile order Low-High Turbo direction Radial

Half Scan No

X

Y Z

k-space shutterにて約20%撮像時間短縮

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3D k-space profile order Low-High Asymmetr ic Linear Rev-Linear Y T1w PDw T1w PDw T2w T2w T2w Radial T1w PDw T2w ― ― • Half scanと組み合わせが可能であるため、 TEの調整が容易 • Scan percentageの設定に注意

turbo direction : radial • 空間分解能を低下させることなく、

撮像時間の短縮が可能

• Motion artifactに強い

• Half scanの併用は不可 turbo direction : Y

(45)

T1WI

low-high + Y or radial、asymmetric + Y

T2WI

linear + Y or radial、asymmetric + Y

PDWI

linear + Y or radial、asymmetric + Y

(46)

✔

(47)

Refocusing control（R10～）

RF pulse + Echo

（a）3D-TSEのRefocusing control angle（default設定） 90°

180°

160° 160° 160° 160° 160° 160° 160°

RF pulse + Echo

（b）VISTA 1.5TのRefocusing control angle（設定値が60°） 90°

120° 60° 60° 60° 60° 60° 60° 60°

RF pulse + Echo 90°

60° 60° 60° 60°

(48)

Refocusing control（R10～）

RF pulse + Echo

（a）3D-TSEのRefocusing control angle（default設定） 90°

180°

160° 160° 160° 160° 160° 160° 160°

RF pulse + Echo

（b）VISTA 1.5TのRefocusing control angle（設定値が60°） 90° 120° 60° 60° 60° 60° 60° 60° 60° RFA↓ • SARの低減 • TR（撮像時間）の短縮 • T2コントラストの低下 • MT効果の低減

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RFAを下げることによって、TEequivが短縮

(50)

equivalent TE ( TEequiv )

TEeff

TEequiv

：k0までの時間

(51)

Effective TE vs Equivalent TE

180° 120° 90° 30

°

TEeff: 110ms TEeff: 140ms TEeff: 240ms

TEeff: 100ms TEeff: 100ms TEeff: 100ms TEeff: 100ms

120° 90° 30

°

(52)

VISTAはBBに有用性が高い

3D TSE RA40 3D TSE RA160

(53)

VISTAのパラメータ TE調整の為のパラメータ 3D Non-selective Ultra short HalfScan Profile order その他のパラメータ Refocusing control Slice oversampling Flow Compensation Startup echo

✔

(54)

Slice encode 54 RF Z Y X Echo Echo スライスエンコード連続性が乏しい連続性が高い RF Z Y X Y Z Y X Z X 2D 3D

(55)

3D-TFE（FFE） Default :1.28 3D-TSE Default :1.8 14% 14% Overlap Overlap Slices × 28% Slices（Z) 100 40% 40% Overlap Overlap Slices × 80% Slices（Z) 100 ■R2.5~

(56)

Slice Over Sampling

Sagital

被写体が含まれていれば、

(57)

Slice Over Sampling phase behaviour 0 - fMax fMax 傾斜磁場 A B 耳の折り返りに注意！

(58)

Slice Over Sampling

default

Sagittal→Transverseの場合

(59)

3D non-selective yesにて、 Echo spaceが短縮可能。 S/N向上 3D non-selective yesでは、 必ずsensitizedを併用。 non-selectiveのため、広範囲 に励起されるため、不要な信号や_{flow artifact}を傾斜磁場にてキャンセルする。 Flow Compensation：sensitized

(60)

G G t time 流速：速い流速：遅い 90° 180° Gy Phase Flow Compensation：sensitized 静止組織

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180 90 RF Gz Gy Gx Signal 160 150 Flow Compensation：sensitized

(62)

VISTAのパラメータ TE調整の為のパラメータ 3D Non-selective Ultra short HalfScan Profile order その他のパラメータ Refocusing control Slice oversampling Flow Compensation Startup echo

✔

(63)

TSE factorによるblurring k＝０ 90° 180° EchoのT2減衰（信号低下）によりK 空間上の信号強度が一定ではない Blurring

(64)

TSE factorによるblurring 90° 180° TSE factor=9 TSE factor=3 90° 180° shot duration shot duration

(65)

TSE factorによるblurring 90° 180° TSE factor=9 TSE factor=3 90° 180° shot duration shot duration

(66)

Startup echo TEeff TEeff TSE Factor：9 TSE Factor：9 Linearの場合 Start up echo 2を追加 信号減衰信号減衰

(67)

Startup echoによるblurringの違い 1.5T Start up 0 TE4.6 Start up 2 TE14 Start up 1 TE9.8 Start up 3 TE19 固定パラメータLow-High TSEFactor20 RFA 30° TE shortest Achieva 1.5T

(68)

Today’ｓ Topics

3D TSEの基礎

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View-VISTA vs 3D View

Variable Flip angle Sweep VISTA Advanced（3T） 3D View VISTA Simple（1.5T） Advanced sweep Constant RFAs

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VISTA vs 3D View k0 →Echo数 CSF GM WM k0 →Echo数 CSF GM WM VISTA Advanced（3T） 3D View 実効TEが同じであれば得られるコントラストは同等 SNRが約1.5倍に増加

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Brain View（R3～）

3D View

MSK View（R5.1～）

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(73)

TI 180 白質灰白質 CSF 90 90 T2 prepulse 180 TI T2 Prep PulseによりT2値の差が大きくつけることが可能。 TR5000以下で十分なコントラストが得られる。

(74)

(75)

Multi Slice FLAIR Thickness 5mm

Brain View FLAIR

TRA収集 Thickness 4mm

(76)

antiDRIVEとは？

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Today’ｓ Topics

3D TSEの基礎

パラメータ

New Sequence -3D

View-‐ 高SNR、スライス方向への連続性良好 ‐ スライス方向の折り返しに注意

‐ 3D Non selective ‐ Refocusing control

‐ Variable Flip Angle Sweep ‐ SNR上昇とblurring改善

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