第 2 回 3Ｔ ＭＲ研究会
● プログラム・抄録
会 期：2006 年 7 月 8 日（土）13：00 開始
場 所：千里ライフサイエンスセンター 5F ライフホール
〒 560-0082 大阪府豊中市新千里東町1－4－2
TEL：06－6873－2010 http://www.senri-lc.co.jp
代表世話人：今井 裕
（東海大学医学部 基盤診療学系 画像診断学）
研究会ホームページ：http://www.secretariat.ne.jp/3TMRI/
3T MR 研究会
3T MR 研究会役員一覧
代 表 幹 事 ：杉村 和朗（神戸大学）
副代表幹事：今井 裕（東海大学）
幹 事：青木 茂樹（東京大学）
池平 博夫（放射線医学総合研究所）
石垣 武男（名古屋大学）
黒田 輝（神戸先端医療センター）
興梠 征典（産業医科大学）
中村 仁信（大阪大学）
監 事：楫 靖（獨協医科大学）
富樫かおり（京都大学）
事 務 局 長：藤井 正彦（神戸大学）
〔五十音順〕
挨 拶
3T MR 装置は、すでに海外において 14 ヵ国以上で日常の診療に使用されており、高
い SNR をはじめとして 1.5T MR 装置にはない多くの有用性が指摘されています。しか
し、その一方で安全性に関しては、3T という超高磁場での環境や強い磁場強度変化率
（dB/dt）での人体への影響、さらに RF エネルギーの人体への蓄積、すなわち比吸収
率（SAR）、あるいは騒音などに関する安全基準について本邦でも検証する必要があ
りました。この安全基準に関しては、GE、シーメンス、フィリップスの 3 社が臨床試
験を施行し、いずれも全身スキャンの装置として厚生労働省から薬事承認を得ること
ができました。このような経過により本年度からは、いよいよ本邦においても 3T MR
装置の臨床での応用が実現します。
今回の研究会は、前半の第一部を教育講演として、脳神経領域は岩手医科大学の
佐々木真理先生、上腹部は大阪大学医学部の金 東石先生、骨盤領域は獨協医科大学
の楫 靖先生にお願いしています。いずれも本邦におきまして 3T MR 装置の臨床経験
の豊富な先生方に各領域での撮像法、さらに解剖や疾患に関するご講演をお願いして
います。後半の第二部では、特別企画「3T MRI 今後の展望」として各メーカーの海
外本社に所属する MR 開発技術者に海外における臨床機としての現状や将来展望につ
いて講演して頂き、引き続いて日本支社のマーケティングの方に各メーカーの装置の
特徴についての解説をお願いしています。3T MR 装置は、海外での豊富な臨床経験か
らすでに実用機として十分な改良がなされており、SAR 対策、特殊な脂肪抑制法、
Parallel imaging の応用などの具体的なお話しが伺えるのではないかと思います。
3T MR 研究会が、本邦におけるＭＲ診断学発展、ならびに医療の質の向上の一助と
なれば、この上ない喜びです。ＭＲ業務に携わる、一人でも多くの医療関係者の方の
ご出席を心からお待ち申し上げます。
2006 年 6 月
3T MR 研究会副代表幹事
第 2 回 3T MR 研究会当番幹事
今井 裕
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《 ご 案 内 》
1. 総合受付
1) 日 時：7 月 8 日（土）11:45 より 2) 場 所：千里ライフサイエンスセンター 5 階「ライフホール」前ロビー 3) 参加費：\3,000 （コメディカル：\1,000） 3) 引き替えにネームタグ（兼 出席証明書・領収証）をお渡しします。2. 一般演題
1) 座 長：セッションの終了時刻を厳守いただくようお願いします。 質疑は 1 演題 5 分を目安としますが、ご担当いただくセッション内での時間 配分は座長におまかせします。 2) 発表者： ◆演者受付 ・受付は研究会当日の 12：00 より、5 階｢ライフホール｣前ロビーにて行います。 発表の 30 分前までに受付をお済ませ下さい。 ＜PC 本体を持参される方＞ ・受付スタッフの指示に従って試写用モニタで確認をして下さい。 ・モニタ出力端子が、Dsub-15 ピン･3 段以外はプロジェクタとの接続が出来ません。こ の形式以外の端子は接続用のアダプタが必要ですので必ずご持参下さい。また、バッ テリー切れを防ぐため電源アダプタをご用意下さい。 ・画面の解像度は XGA（1024×768）です。このサイズより大きい場合はスライドの周囲 が切れてしまいますので、画面の設定を XGA に合わせて下さい。 ・動画等がある場合には、予め受付スタッフにお伝え下さい。 ・バックアップメディアも持参されることをお勧めします。 ＜データのみ持参される方＞ ・メディアは CD-R または USB フラッシュメモリのみ受付けます。 ・受付スタッフの指示に従ってデータをコピーして、試写をして下さい。 ・研究会で用意しますパソコンの OS は Windows XP および Mac OSⅩです。ア プ リ ケ ー シ ョ ン は Windows 版 PowerPoint2003 ､ PowerPointXP(2002) ま た は PowerPoint 2000、Macintosh 版の PowerPoint 2001、PowerPoint X または PowerPoint 2004 です。(Mac 版について互換性の関係で必ず OSⅩで作成して下さい。) フォントは OS 標準のもののみ対応いたします。画面の解像度は XGA(1024×768)です。 ・動画等がある場合には、予め受付スタッフにお伝え下さい。なお、動画データ等の参 照 フ ァ イ ル は 全 て 同 じ フ ォ ル ダ に 入 れ て 下 さ い 。 拡 張 子 は Windows 版 は wmv 、 Macintosh 版はクイックタイムで見る事が出来るものを推奨致します。なお、AVI はコ －デックの種類によっては再生出来ないものがございますのでご了承下さい。 ◆講演 ・教育講演の発表時間は質疑応答を含めて 40 分です。 ・特別企画の発表時間は、海外本社演者および、国内支社演者含めて 40 分です。 ・会場内にコンピュータの待機用デスクを設けています。そこで発表前にデータをご確 認いただき、発表に備えて下さい。ご発表は、リモートプレゼンテーションを使用し ていだきます。
3. 世話人会 12：00～13：00
場所：千里ライフサイエンスセンター6 階 603 号室【開会の挨拶】 13:00～
今井 裕
1. 教育講演 13：05～15：05
座長 神戸大学医学部 杉村 和朗 1. 脳神経領域「 3T MRI による脳神経画像診断の新しい展開 」 岩手医科大学 放射線科 佐々木 真理 2. 上腹部領域「 上腹部の 3.0T MRI 」 大阪大学大学院医学系研究科 放射線医学講座 金 東石 3. 骨盤領域 「3T 装置による前立腺 MRI・MRS：撮像時に考えたこと」 獨協医科大学 放射線医学講座 楫 靖 休 憩 15：05～15：152. 特別企画 15：15～17：15 「3T MRI 今後の展望」
座長 東海大学医学部 今井 裕 1. GE 横河メディカルシステム株式会社「3T advanced applications and the future innovation with clinical significance」
GE 横河メディカルシステム株式会社 David Ferguson 「GE 社 3T MR 装置における今後の将来展望」 GE 横河メディカルシステム株式会社 加藤 公一 2. シーメンス旭メディテック株式会社
「MAGNETOM Trio and Tim translates what was only possible in the realm of research to daily clinical routine」
シーメンス旭メディテック株式会社 Ioannis Panagiotelis 「Tim がもたらす 3T MR の新たな展開」 シーメンス旭メディテック株式会社 水内 宣夫 3. 株式会社フィリップス エレクトロニクス ジャパン メディカルシステムズ 「Clinical imaging at 3T: technological challenges and solutions」
株式会社フィリップス エレクトロニクス ジャパン メディカルシステムズ Marc van Cauteren
「Philips 社製 全身用 3T MRI のご紹介」
株式会社フィリップス エレクトロニクス ジャパン メディカルシステムズ 小栗 大介
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１．脳神経領域 「3T MRI による脳神経画像診断の新しい展開」
岩手医科大学放射線科 佐々木 真理 3T MRI は単なる空間分解能向上に留まらず、従来とは一線を画す新たな機能形態情報を提供する。中 でも 3T 独自の髄鞘イメージング、磁化率イメージング、神経メラニンイメージング、容積拡散イメージ ングは画像診断の新しい手法として有望と考えられる。 3T 高解像度 STIR 画像は髄鞘密度に依存する豊富なコントラストを有しており、髄鞘イメージングと して利用可能である。本法によって、従来描出が困難であった視床亜核、腹側視床、視床下核、黒質内 部構造などの微細構造を良好に可視化することができる。 3T の強い磁化率効果を利用した手法に磁化率強調画像と鉄イメージングがある。T2*緩和と局所位相 シフトを利用する磁化率強調画像は、微小出血のみならず微細な静脈構築、局所酸素代謝、ならびに脱 髄病変に関する新たな情報を提供する。みかけの T2 緩和を利用する鉄イメージングは鉄含有構造の可視 化と鉄含有量の推定に有望と考えられる。 神経メラニンイメージングは黒質ドパミン神経細胞や青斑核ノルアドレナリン神経細胞の脱落や機 能異常を無侵襲に捉えることができ、Parkinson 病などの変性疾患やうつ病などの精神疾患の病態解析 に威力を発揮することが予想される。 容積拡散イメージングは等方性容積データの取得によって部分容積効果の解消と画像歪みの改善を図 る手法である。今まで困難であった小構造の拡散係数や拡散異方性の計測が可能であり、拡散強調画像 や拡散テンソル画像の大幅な精度向上をもたらすと考えられる。 3T MRI は単なる高性能 MRI ではなく、生体イメージングの新たな可能性を開く画期的な装置である。 今後、脳神経領域の臨床や研究に大きなインパクトを与えることが期待される。教育講演
2．上腹部領域 「上腹部の 3.0T MRI」
大阪大学大学院医学系研究科 放射線医学講座 金 東石 3.0T MRI を上腹部領域で臨床応用する上で、1.5T と比べると異なった点が少なくない。3.0T MRI を 導入するメリットは SNR の高さにあるが、高い SAR、chemical shift の増強、T1・T2 緩和時間の違い、 磁化率効果の増強、B1 不均一性などの特徴がデメリットになることも多い。阪大病院では 3.0T 装置の 臨床機を導入して１年になるが、全体的に見ると上腹部領域では 1.5T とほぼ同様に使えるレベルであり、 ある部分では 1.5T を確実に凌駕しているが、問題点も残る。まず上腹部領域での 3.0T MRI の基礎的な 特徴を述べ、次に臨床応用について述べる。上腹部 MRI の臨床上の特徴は呼吸停止による撮影、ガドリ ニウム造影ダイナミックスタディ、MRCP、肝特異性造影剤などが用いられることであるが 3.0T MRI での これらの撮影について、主に 1.5T 装置での撮影と比較しながら解説する。教育講演
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3．骨盤領域 「3T 装置による前立腺 MRI・MRS：撮像時に考えたこと」
獨協医科大学 放射線医学講座 楫 靖
先端医療センター 分子イメージング研究グループ 黒田 輝
神戸大学大学院 放射線医学分野 杉村 和朗
我々が 3T 装置（Signa VH/i 3.0T, GE）実際に使用し始めたのは 2001 年 6 月に遡る。頭部専用装置のため、骨 盤部の撮像が可能となるように送受信コイルを作成し、研究を進めてきた。本講演では、撮像にあたって考えたこ と、撮像過程でぶつかった問題等を紹介したい。最新の装置ではすでに解決されつつある内容もあるが、今後新た に3T 装置を導入される施設の参考になれば幸いである。主な内容を以下に記す。 1．一般的な安全性 薬事未承認装置のため、研究用に使用が限定されており、対象を厳密に絞った。金属を体内に入れている人は対 象から除外した。ガントリー入口部での静磁場の変化が高度なため、寝台テーブルを動かす際もゆっくりと注意し た。 2．SAR の問題
SAR（specific absorption rate：比吸収率）は次式で表される。 SAR ∝ B２α２D B = field strength α= flip angle D = duty cycle SAR のために撮像条件が制限され、最初はまともな T2 強調画像を得ることができなかった。STIR 法の利用によ り前立腺内のコントラストは改善されたが、撮像枚数は制限されたままであった。印加パルスの幅を広げることで、 1.5T 装置と同様なコントラストが得られ、マルチスライス撮像も可能となった。 3．磁化率効果(susceptibility effect) 我々は、MR imaging のみならず spectroscopy も行うために、より厳密に磁場の均一性を求めた。通常の 3 軸で 行われる liner shimming のみならず、より高次の high order shimming も利用した。この際、直腸内に存在する ガスや前立腺内に生じた生検後の血腫は障害となった。撮像に用いられるシーケンスによって、効果の出やすさが 異なるので、シーケンスごとに求められるshimming のレベルは異なってくる。
4．化学シフト効果(chemical shift effect)
SNR を求めてband width を狭くしすぎない限り、chemical shift artifact の画像解釈への影響はほとんどなか った。また、この効果によりspectroscopy のピーク分離が容易となる。
5．誘電率、透磁率、導電率などの影響
誘電効果 Dielectric effects の言葉で説明されることが多いが、実際は誘電率、透磁率、導電率などの影響 が複雑に絡みあって生じる現象なので、Standing Wave and Conductivity Artifacts の名称が適切との説もある。 3T 装置の共鳴周波数は1.5T 装置の倍の128MHz である。この周波数を有するRF 波の波長は、 波長＝光速 / 周波数＝3 ×108 m / 128 MHz = 2.34 m となる。 生体は高い誘電率を呈するので、体内では電磁波の伝播速度が光速より遅く、したがって、波長が短くなり30cm 程度となる。これは、通常の撮像に用いられる FOV と同じオーダーであり、この結果、FOV 内で入射波と反射波が 干渉して定在波が生じ、スライス面内での信号のばらつきが観察されることになる。また、RF 磁場が高速に変化す ることにより、体内組織という導体に誘導電流が生じる。この電流は電磁石のように、磁場の変化に抗するように 作用するため、結果として部分的な信号低下を生じる。 我々は、前立腺のみを対象としていた時には、この影響について特別注意を払っていなかった。前立腺全体のス ペクトルを測定した時に、部位によってスペクトルの高さや形が変わることが頻繁に観察されていたが、送信コイ ルのパワー不足ととらえていた。変化の一部は上記の誘電率、透磁率、導電率などの影響なのかもしれない。 臨床上は、高い誘電率物質を入れたパッドを腹壁に配置することで、信号むらを改善する方法や、送信パルスを工 夫する方法も提案されている。
教育講演
1. GE 横河メディカルシステム株式会社
■3T advanced applications and the future innovation with clinical significance
General manager Global MR Marketing GE Healthcare
David Ferguson
GE has a 12-plus year commitment to 3T MRI and we are currently on our third generation 3T magnet. The future for high-field whole body imaging is very exciting and GE is pleased to be a partner with the research and clinical community to develop high-field whole-body MRI. The clinical impact of 3T whole-body MRI is now beginning to be felt. Areas such as women's health and advanced neuro are now emerging as areas where high-field MRI has a clinical impact. In addition to high-field MRI, there are many exciting developments in the areas such as interventional MRI, Ultra short TE, non-proton imaging, and hyperpolarization that will be discussed as part of this presentation.
■GE 社 3T MR 装置における今後の将来展望 GE 横河メディカルシステム株式会社 MR セールス＆マーケティング部 加藤 公一 近年の MR 装置の進歩は目覚しく、特に高磁場 MR 装置の進歩には目を見張る ものがある。その中でも近年国内においても一般臨床応用が進んできた 3T 装置 の技術開発は加速する傾向にあり今後の MR 検査に大きく影響するものと考え られる。GE 社における臨床 3T 装置の国内導入は 2003 年より開始され、現在で は一部の研究施設を加えると 30 台以上の納入実績を有している。また、全世界 では 250 台以上が稼動をしており、その中で更なる臨床に向けた開発や研究が 進められ、その成果として RSNA2005 及び ISMRM2006 では新製品”SIGNA HDx 3.0T”を発表した。
SIGNA HDx 3.0T は、従来ご高評いただいていた EXCITE HD 3.0T をさらに使いやすく、より臨床的に 作り上げた装置であり、日常検査における画質向上、スループットの改善に大きく寄与できるものと考 えている。今回はその大きな変更点について説明を行う予定であり、概略は以下の通りである。
① GEM (Generalized Encoding Matrix Recon)
従来 ASSET という名称でパラレルイメージングをご使用いただいていたが、GEM はより複雑な倍 速数を簡単に設定可能になる。またセルフキャリブレーションも可能になり、アーチファクトが 少なくフレキシブルなスループット向上の対応が可能になる。
② New Reconstruction Engine
撮影の高分解能化やパラレルイメージングの倍速数増加が進むにつれ、一 般臨床現場で大きく問題になってきた計算時間を解決するために開発さ れた新しいリコン・エンジンであり、検査ワークフローを大幅に改善する ことが可能となる。
③ New Phased Array Coils
従来の専用コイルのメリットである高感度撮影をそのままに、頭頸部から 脊椎領域と広範囲をカバーするフェーズドアレイコイルである。広範囲に わたる撮影への臨床応用のほかに、従来からご高評いただいているモービ
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2. シーメンス旭メディテック株式会社
■MAGNETOM Trio and Tim translates what was only possible in the realm of research to daily clinical routine
Siemens Medical Solutions
Ioannis Panagiotelis, PhD
Over the past years, 3T MR systems, initially of special interest in the area of research due to their higher image resolution, are enjoying steadily increasing popularity in clinical routine. Industry analysts predict that by 2009, 3T MRI will emerge as a mainstream investment for all types of hospitals—not solely in academic settings—with a majority of hospitals adopting the technology. As it were, these high-tech systems required many compromises when it came to ease of operation: the use of different coils for various applications required repositioning of the patient – all in all a rather time-consuming activity. But time is a commodity not available to physicians in their daily clinical work. Based on the company’s matrix coil concept, Siemens is the only manufacturer offering receiver coils for all applications in the 3 Tesla range. It does not matter whether these applications involve abdominal, cardiological, orthopedic, whole-body scans or examinations of the whole spine. From revolutionary acquisition quality to breakthrough applications and remarkable profitability, Tim technology (Total imaging matrix) has opened up new worlds of possibility for 3T MRI.
The core of Tim technology is the revolutionary matrix coil concept. Up to 102 coil elements can be combined with up to 32 independent radio-frequency channels – providing much higher image acquisition and quality. Tim allows parallel image acquisition along all three axes over the entire body up to a length of 182 cm (6ft). The physician can choose any area relevant to the clinical question at hand – from individual sub-areas of the body to the entire anatomy - without having to limit the number of maximum useful coils that can be connected.
With the iPAT technology (integrated Parallel Acquisition Techniques) the Trio is the only 3T system on the market that enables parallel high-speed imaging with up to 16 PAT factors. Massive iPAT improves acquisition speed and image quality even further - an advantage that is especially suitable for examining moving organs, such as the heart or the intestines or for improved patient throughput.
With MAGNETOM Trio and Tim what was only possible in the realm of research can be now translated to daily clinical routine. Examples include:
• Virtual bone biopsy for (early) diagnosis of osteoporosis with down to 0.3mm3 image resolution. Early detection
osteoporosis can help by enabling early treatment that will delay the onset of symptoms (e.g. fractions). • Potential early diagnosis of Altzheimer as well as mental diseases (schizophrenia, depression, epilepsy etc). Accurate and early diagnosis will enable preventive treatment that will help very large number of patients. • Potential prostate cancer diagnosis without endorectal coil, (differentiate between benign and malignant tumours in the prostate without biopsy). Spare the patients from the ordeal of invasive or/and painful examinations.
• Resolution similar to digital mammography (image resolution 0.2mm) for breast MR without radiation. This will enable the unrestricted repetition of breast scans with higher capability to differentiate between real tumours and cysts.
• Accurate diagnosis for microscopic joint injuries, e.g. finger/toe joint injuries for football/basketball players, musicians, golfers, climbers etc. Imaging at this resolution will make unnecessary to use invasive diagnostic approaches like arthroscopy.
Working in collaboration with Massachusetts General Hospital (MGH), Siemens Medical Solutions has developed a prototype 128-channel magnetic resonance imaging (MRI) system. Built with Siemens MAGNETOM Trio with Tim, the prototype is based on the [102x32] Tim architecture and has been expanded to 128 independent RF channels. A 128-channel coil that makes an efficient use of the 128 RF channels has also been developed. The principles and potential applications of 128-channel MRI scanning are being evaluated at MGH, with initial findings showing the potential to exceed current standards of image resolution and parallel imaging, with up to 25-fold increase in speed. It is likely, with multi-channel MRI to see a shift to rapid 3D imaging with sub-mm isotropic resolutions, as in multi-slice CT.
The newly developed prototype 128-channel 3T MRI system is designed to be suitable for clinical and research imaging, especially in cardiology and advanced neurology, where speed and sensitivity is of the essence. For example, a medical professional could identify subtle details deep within the body due to the higher signal-to-noise ratio, while taking a fraction of the time to scan the patient. Cardiac imaging could be conducted in a single breath hold, in real time, without radiation or drugs, making MRI a key resource for medical professionals and their patients.
Labor intensive medical imaging procedures could become simpler and completed in significantly less time with the 128-channel MRI.
■Timがもたらす3T MRの新たな展開 シーメンス旭メディテック株式会社 マーケティング本部 MR グループ 水内 宣夫 昨年秋に販売を開始した全身用 3T MR 装置「MAGNETOM Trio」がさらなる進化を遂げました。従来の Trio では一般的な部位別コイルにより各撮像部位に対応していましたが、本年 5 月より新たに薬事取得 した「MAGNETOM Trio A Tim System」では、1.5TMR 装置 MAGNETOM Avanto/Espree において採用されて いる Tim を標準装備しました。3T MR 装置における Tim の採用は、3T MR の臨床応用を促進するものと期 待されています。
具体的な臨床応用として Tim を搭載した MAGNETOM Trio は時間の概念を変えていきます。Tim による 3T マトリックスコイルは、32 チャンネルの RF コイルと iPAT2を用いて、最大 16 倍速のリダクションフ
ァクターを実現します。従来では 1 時間も要していた撮像が、わずか数分で施行できるようになるので す。これが 3T MR と Tim により日々の検査が置き換わる一つの例です。従来では時間の制約により、不 可能であった撮像がルーチン検査で行えるようになるのです。ルーチン検査は新たな領域にシフトして いきます。3T ならではの最先端のアプリケーションを臨床検査として施行するためには Tim だけでなく、 3T 用に最適化されたハードウエアが必要となります。「MAGNETOM Trio A Tim System」では超高磁場で は難しいとされる、広範囲での高い均一性を実現しました。その結果、クラス最高の撮像視野 50cm を実 現しています。1.5T MR 装置では当たり前である撮像視野 50cm を 3T MR 装置で使用できるという事は、 高いリニアリティを実現できる傾斜磁場性能を有していれば、3T MR を特別な装置としてではなく、臨 床機として使うことができるのです。その傾斜磁場性能もクラス最高性能である 45mT/m と SR=200 を同 時に実現しています。さらに、この傾斜磁場強度において、撮像時のノイズを 20dB 削減することに成功 しました。 これらハードウエアの特長を生かして、SWI・GRAPPA・SPACE・REVEAL・BEAT といった最先端アプリケ ーションを施行し、臨床応用から多チャンネルコイルの開発などリサーチレベルでの対応を実現してい ます。
国内でも稼動を始めた「MAGNETOM Trio A Tim System」。その臨床画像を交えて、3T MR の新たなる展 開を紹介します。
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3. 株式会社フィリップス エレクトロニクス ジャパン メディカルシステムズ
■Clinical imaging at 3T: technological challenges and solutionsDirector MR Clinical Science Philips Medical Systems Asia Pacific
Marc van Cauteren Ph.D.
MRI has already had an enormous impact on clinical imaging and medical diagnosis ever since it was introduced in the clinic not much more than 25 years ago. This was recently recognised also in the award of the 2003 Nobel Prize for Medicine to Paul Lauterbur and Sir Peter Mansfield.
MRI has brought numerous hitherto either impossible or impractical diagnostic tools to the daily practice and continues to expand its applicability. This expansion is driven also by the continuous technological improvements in the field.
One fundamental drawback that MR has to struggle with is its inherently low sensitivity. Indeed, the MR signal is extracted form the differential in population of spin states with different energy. In case of a spin-½ system, like the hydrogen nucleus in water, this is the difference between the spin-up and spin-down states. This population difference is described in equilibrium by the Boltzmann equation and is given by N-/N+= exp (-・ hB0/kT), which can be approximated by 1 – (・h・o/kT). This formula tells us
that the relative excess population of the spin-up nuclei is approximately 1 ppm. It is almost miraculous that this smallest of population differences allows us to create the modern clinical images.
The right-hand side of the Boltzmann equation consists mainly of constants with one exception: B0, the
main magnetic field. Therefore, the main way to increase this available pool of signal creating spins is to increase the field strength (another way is by using hyperpolarisation). This is the basis of the well-known fact that SNR increases with field strength; and is the main drive to go for ever higher fields. Magnets with fields close to 23 Tesla, corresponding to 1 GHz have been constructed. The race to build the first 1 GHz magnet for MR use is still on and several groups are working on this.
These magnets can however accommodate only small samples and are used for high-resolution multi-dimensional spectroscopic experiments, like unravelling the structure of complicated molecules solved in liquid using correlation spectroscopy and the nuclear Overhauser effect. Also this technique was recognised by the Noble committee as fundamental when it awarded Kurt Wüttrich the prize in chemistry in 2002. Of course the theoretical and practical foundations of all this were laid by Richard Ernst building upon Jean Jeener’s work. Prof Ernst got his Nobel Prize in 2000.
Magnets for human whole-body use have also seen a continuous move towards higher field. Even in standard clinical imaging we have seen this trend. About ten years ago the standard field for a clinical scanner was 1.0T. Now this has moved already some time ago to 1.5T and no doubt, seeing the evolution as it happens now, 3.0T will become the standard field for clinical imaging in the very near future.
Radiologists in Japan will now also be able to move on to this field strength. It is thus timely to discuss a few challenges and solutions posed by moving to 3T field strength for clinical imaging.
Clear benefits include higher spatial resolution, higher functional (mainly T2*) contrast-to-noise, higher
CNR in labelling techniques and increased spectral resolution. This has already led to the development of sequences run optimally at 3T or higher, e.g. the QUASAR technique for quantitative perfusion using spin labelling and the CENTRA keyhole technique that allows an acceleration factor of no less than 60 for dynamic scans.
The technological challenges include higher B0 and B1 in-homogeneity and increased RF deposition. Philips
has introduced unique solutions, which are essential to overcome these issues imposed by the physics of 3T imaging. As an example the RF-SMART technology is completely integrated in our clinical system. Also, being the pioneers of parallel imaging, we are now able to acquire images with very high SENSE factors at 3T, fulfilling the full promise of what is theoretically possible at this higher field.
■Philips 社製 全身用 3T MRI のご紹介 フィリップス エレクトロニクス ジャパン テクニカル&クリニカル・サポート部 MR 小栗 大介 全身用 3.0 テスラ MRI においては、SAR を軽減するための技術、RF コイルの感度補正技術、RF 照射の 均一化技術、受信コイルの適正化など多様な高度技術が必要である。
まず、SAR を軽減させるために、Philips では、RF-SMART（RF-Superior Management ARchiTecture） という技術を開発した。 これは、被写体に応じて RF 照射を制御する技術や、フリップアングル・スイープなどの技術を含んでい る。これらにパラレルイメージングを併用することで、大幅に SAR を軽減した撮像が可能である。 また、RF コイルの感度補正においても、3.0 テスラでは元々、高い静磁場の特徴である高 S/N 比が逆 に感度ムラを引き起こす一因となってしまう。Philips では、従来から用いていた高精度の感度補正技 術である CLEAR 法（被写体毎に収集した三次元の感度情報を元に感度補正を行う技術によって高精度の 感度補正が可能。）を、3.0 テスラ MRI では、新しいアルゴリズムを用いた Modified CLEAR 法を用いる ことで、高精度の感度補正を可能とした。 次に、3.0 テスラ MRI では、1.5 テスラ MRI よりも RF 照射制御が困難なため、RF パルスが不均一に照 射されてしまい、脂肪抑制効果が低くなる現象が発生する。 これに対し、Philips では、プリパルスである脂肪抑制パルスに位相補正を加えた手法である SPAIR 法 ( SPectral Attenuated IR )を用いることで、均一な脂肪抑制を可能としている。 Philips は、パラレルイメージング法の先駆者として、積極的にパラレルイメージング法を併用でき る高感度な RF コイルの開発にも注力している。 3.0 テスラという静磁場で生まれる高い S/N 比とパラレルイメージング法は非常に相性が良く、また安 全性の向上にもつながるためである。 また各々の部位に応じた形状を持つ、RF コイルは、画質の向上だけでなく、高い操作性、スループット 向上にも寄与する。 今後も、3.0 テスラ MRI の更なる有効性を向上させるハードウェア、ソフトウェアの開発に注力して
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