撮像の原理(パルスシーケンス)

撮像の原理(パルスシーケンス)

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スピンエコー法(Spin Echo:SE法)

 (65.40)
 TR、TEを調整することでT1強調画像、T2強調画像、プロトン密度強調画像などを得る方法
 以下に基本的シーケンスを示す

1、静磁場に被写体が入る
 -プロトンの周波数は揃っており、位相は分散している

2、Gzを加えながら、90°パルスを与える
 Gz:Gzが加えられながら(位相がさらに分散)、90°パルスによって位相が揃い、
  加えられ続けているGzによってまた位相がGzにそってずれる
  Gzはその後逆向きになり、Gzの位相は再収束する
 Gy、Gx:90°パルスでそれぞれそろった状態になる

3、Gyを強度を変えながら加えていく
 Gy:加えられた強度ごとにずれた状態になる
(3.1、Gxを加える)

4、Gzを加えながら、180°パルスを与える
 Gz:Gzを加えられながら(位相がGzにそってずれ)、180°パルスで位相が反転、加えられ続けているGzによって再収束する
 Gy、Gx:180°パルスでそれぞれ反転状態になる
  
5、Gxを加えながら(位相がそろった状態で)エコー収集を行う
 -3.1を行っていない場合は5で加えるのとは逆のGxを5の前に与える
  -Gyは変えながら加えられた強度分だけずれたまま収集される
   -Gzは4で再収束したまま(位相がそろった状態で)収集される


*RFパルス
(1)90°パルス
(2)180°パルス

*傾斜磁場
(1)スライス決定用傾斜磁場:Gz
(2)位相エンコード傾斜磁場:Gy
  *TRごとに傾斜磁場の強さを変えて繰り返す必要がある

(3)周波数エンコード傾斜磁場:Gx
 = 読み取り傾斜磁場

*血管は)信号になる(位相分散による)

マルチエコー法

 1つの90°パルスを加えた後、180°パルスを順次複数加えて、複数のエコーを収集する方法

高速スピンエコー法(Fast Spin Echo:FSE法)

 1つの90°パルスに対して複数の位相エンコードを行うことで撮像時間を短縮する方法
 位相方向に画像がぼける(特にT2強調画像で)

グラディエントエコー法(Gradient Echo:GE法)  

 (71pm11)
 読み取り用傾斜磁場を出力して横磁化を制御する方法
 90°パルスの代わりに励起(α°)パルスをフリップ角(任意)で加える
 180°パルスの代わりに傾斜磁場の反転をする

・特徴

・TR が短い
:180°パルスを使用しないため短縮できる
 これによるSN比の低下をフリップ角を小さくすることで補う

・磁化率差に鋭敏で、磁場の不均―性の影響を受けやすく、T2強調画像が得られない
 (T2*強調画像になる)

・TEと撮像時間が短い
・スライス厚の薄層化が可能
・S/N比が小さい

・適応

:「MRアンギオ」「血腫の診断」

・フリップ角

:フリップ角が大でT1強調画像に、小でT2*強調画像になる
 信号強度が最大となるフリップ角をエルンスト角という

・スポイル

目的外の信号抑制のために傾斜磁場やRFをかけること

・リワインダー

:傾斜磁場の反転を利用し、横磁化の位相を再度そろえること

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反転回復法(Inversion Recovery:IR法)

 (70pm15、67pm15、65.34、60.32)
 最初に180°パルスを使用し、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
 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
 最初にスピンを反転させる180°パルス:反転パルス
 反転から90°パルスまでの時間:IR時間
 → STIRやFLAIRに使用されている

・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T2強調像を得る方法で、
 自由水のみが無信号となり、脳腫瘍が観察が容易となる

・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が、
 血腫や常磁性造影剤濃染組織の信号も抑制可能

○スピンエコーによるTRとTE

 (71pm21)

スピンエコー 繰り返し時間TR エコー時間TE
T1強調像短い(100~1000ms)短い(10~30ms)
T2強調像 長い(2000~6000ms) 長い(60~200ms)
プロトン密度強調像長い(2000~6000ms) 短い(10~30ms)
高速スピンエコー(10000ms)(800ms)

○撮像方法の違いによるコントラストの変化

(72am15、67am22、67pm17、65.32、64.35、63.47、62.38)

撮像法特徴高信号になるもの低信号になるもの
T1強調画像 T1値が短いほど高信号となる脂肪
亜急性期出血、高蛋白
メラニン、常磁性体
淡い石灰化
 水(脳脊髄液)
多くの病変部位
T2強調画像T2値が長いほど高信号となる水(脳脊髄液)
多くの病変部位
急性・慢性期出血
石灰化、骨皮質
ガス、メラニン
拡散強調画像高b値画像とADCマップの

組み合わせで脳梗塞の診断をする
急性期脳梗塞
膿瘍
脳炎脳症 
 水(脳脊髄液)
脂肪
T2強調画像で低信号のもの

○脳での信号強度の違い

 (72am15、71pm21、69am16、69pm18、65.42、64.43)

 T1強調像 T2強調像 (X線CT)
信号強度:強 (脂肪)脳脊髄液(CSF) 灰白質(GM)
 白質(WM)灰白質(GM)白質(WM)
灰白質(GM) 白質(WM)  脳脊髄液(CSF)
信号強度:弱 脳脊髄液(CSF)  (脂肪)
T1強調T2強調FLAIR
DWIMRA
造影T1強調
プロトン
密度強調

 

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