MRIノート-k-spaceの埋め方について(日本語)

SIEMENS Healthineers 磁気共鳴診断装置 MAGNETOM Family MRI ノート - k-space の埋め方につい て [ 対象装置 ] MAGNETOM Family [ バージョン ] 全バージョン このマニュアルには一般的な操作手順を記載しています。装置をご使用になる際の参考資料としてお使いください。 詳細は、装置付属のマニュアルをご確認ください。 PEPconnect ドイツ本社が提供する医療従事者のためのオンライン教育プラットフォームです。どなたでも無料で 学習コンテンツなどをご利用いただくことができ、院内でのスタッフ教育などにもご活用いただけます。 下記 URLまたは QRコードより各モダリティの PEPconnect 学習コンテンツをまとめた便利な QR コード集 にアクセスいただけます。 https://pep.siemens-info.com/ja-jp/pepconnect teamplay Fleet システムを総合的に管理するウェブベースのサービス専用ポータルサイトです。 ご施設で稼働している Siemens Healthineers 装置のパフォーマンスやさまざまなサービス情報に、 24 時間 365 日、場所を選ばずにアクセスできます。 fleet.siemens-healthineers.com/ Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 1 Unrestricted 目次 1 はじめに 3 2 Turbo Spin Echo の k-space について教えてください 4 2.1 TSE における k-space の埋め方 4 2.2 k-space 充填に影響するパラメータについて-Phase Partial Fourier- 9 2.3 k-space 充填に影響するパラメータについて-Reduce Motion Sense.- 12 3 変更履歴と問い合わせ先 14 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 2 Unrestricted 1 はじめに 皆様からカスタマーケアセンターへお問い合わせいただいた内容の中から、特にご 質問の多い項目をご紹介します。皆様のお役に立ちますと幸いです。 なお、本稿内に示す画像例は対象者に掲載をご承諾いただいた画像を使用していま す。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 3 Unrestricted 2 Turbo Spin Echo の k-space について教えてください 本稿では次の項目に沿って説明します。 TSE における k-space の埋め方 ・ k-space 充填に影響するパラメータについて -Phase partial Fourier- ・ k-space 充填に影響するパラメータについて -Reduce motion sens.- ・ 2.1 TSE における k-space の埋め方 k-spacedt!!& # SIEMENS . Healthineers . k-space(. [15/5(2 /3raw data027] - UI Mm ( 5 - SIRET 3350 k-space Sequence (1TR) k-space image RF an =xs-Xmin Signal GS Gp OUT -UVHOEF Gr Page 3 k-space は、画像再構成前における raw data の配列です。 MR 画像を再構成するた めには、各 TR で必要な信号を受信し、全データが揃った時点でフーリエ変換を行 う必要があります。 上図のシーケンスチャートを例にすると、1TR に 1 回信号を受 信して周波数方向に k-space を埋めます。これを位相エンコード数分（7 本）繰り 返して全データを取得します。必要なデータを取得した後、フーリエ変換を行うこ とで MR 画像が再構成されます。 フーリエ変換前に取得したデータを保管する空間 が k-space です。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 4 Unrestricted k-space0 |#25 SIEMENS Healthineers ... k - space z LE 3 2 C J ) ( H 1 5 3 3 -3 Unrestricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 4 k-space の性質について説明します。 K-space は、データを埋める位置によって画像 へ与える影響が異なります。 中心部分は低周波成分となり、画像のコントラスト を決定する領域です。 外側は高周波成分となり、画像の空間分解能を決定する領 域です。 SIEMENS . Healthineers 上段が k-space, 下段が再構成した頭部サジタル画像です。左図が元データで通常通 りの画像です。 中央が低周波領域を切り取って再構成した画像になります。組織 ごとのコントラストは描出されていませんが、エッジ部分の信号が画像に反映され ています。 右側は、高周波領域を切り取って再構成した画像です。組織ごとのコ ントラストは描出されていますが、高周波成分のデータが取得されていないため、 輪郭部分が不明瞭です。 これらから、低周波成分はコントラスト、高周波成分は 空間分解能に影響を与えることが示唆されます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 5 Unrestricted TSEOk-spaceJE> SIEMENS ... Healthineers k-space Turbo FactorIL CEUX) segment(25)E) LECHETEEXITE Lan k-space 4 L/JiT_ 4251 TEeff ._SegmentJlLinear Unrestricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 6 次に TSE における k-space 充填方法です。 TSE は、Turbo Factor が 1TR 中に取得でき るエコー数になります。k-space 上では取得できるエコー数、つまり Turbo Factor の 値と同じ数の Segment に分割して充填します。その際、パラメータカード上で実行 TE として設定されたエコーは、コントラストを決定する k-space 中心の Segment に 配列されます。 各 Segment 内は Linear で充填されます。 TSEOk-space31 /5 (VB15, VC, VD, VE, XA) SIEMENS. Healthineers ... VS X - 9 0 - CHEL CTE ZU CC , k -space )3t 1 5 DE HOL Turbo FactorD' ME -JBL Routine Contrast Resolution Geometry System Physio Inline Sequence Slice Group 1 FoV Read 220 mm Slices 27 FoV Phase 100.0 ¢ % Slice Thickness 4.0 mm Distance Factor 30 % TR 6400.0 ¢ ms Position Isocenter TE 96.00 ms Orientation Transversal Averages Phase Encoding Dir. R>> L Concatenations 96.00 Phase Oversampling 30 % AutoAlign TE 12.00. 204.00 ms Coil Elements BC TE 12.00. 96.00 .204.00 VB15 以降,VC,VD,VE,XA では、パラメータカード上で選択された実効 TE に応じて、 k-space の充填方法が変更されます。 特徴としては、ブラーリングなどのアーチフ ァクトを軽減するように工夫されています。 また、偶数を含めた連続した Turbo Factor の選択が可能です。VA,VB15 以前では設定できない TE がありましたが、 VB15 以降、VC,VD,VE,XA では任意の実効 TE で選択が可能です。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 6 Unrestricted TSEOk-space 31 75(VB15#,VC,VD,VE,XA) Healthineers" SIEMENS .. EXOTEORIE JASON linear-scrolled(VA,VB15#ica) symmetric centric asymmetric centric 2 WN k, = 0 3 k, = 0 4 4 5 5 1 34 5 (VA,VB151XBijO7+) Unrestricted O Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 9 Turbo Factor = 5 k-space 充填方法は、パラメータカード上で選択された実効 TE によって変更されま す。Ⅰ.中心を選択した場合、Linear-scrolled で充填します。（VA,VB15 以前と同 様） TSEOk-space 31 75(VB15,VC,VD,VE,XA) Healthineers SIEMENS linear-scrolled(VA,VB151B&#) symmetric centric asymmetric centric k, = 0 Turbo Factor = 4 AWNAHNWA Unrestricted O Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 10 Ⅱ.最短もしくは最長に設定した場合、Symmetric centric で充填します。 Symmetric centric は K-space 中心部分を軸に対称的にエコーを配置していきます。 ポイントと しては、Segment＝Turbo Factor の値×2 に分割していることが挙げられます。 これ により、左右対称に同じ TE のエコーを配列することができ、ブラーリングの影響 を軽減することができます。 例えば最短 TE に設定した場合、k-space 中心は最短 TE のエコーが配置されます。 そして最短 TE に近い TE のエコーほど中心に近い Segment に充填していき、周辺部分を充填します。 次の TR で、対称側を同様の手 順で充填していきます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 7 Unrestricted TSE0k-space 365>(VB15L[#,VC,VD, VE,XA) SIEMENS Healthineers ExITEOREJASOu - linear-scrolled(VA, VB15B&l) symmetric centric - asymmetric centric 2 3 4 k =0 2 Turbo Factor = 4 4 Unrestricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 11 III. I, II に該当しない場合は、Asymmetric Centric で充填します。 Asymmetric Centric は実効 TE を K-space 中心部分に配置し、その他は非対称的にエコーを配置します。 これにより、ブラーリングの影響を軽減し、任意 TE の設定が可能です。 例えば、 第 2 エコーを設定した場合、K-space 中心には第 2 エコーが配置されます。 そして 第 2 エコーに近い TE のエコーほど中心に近い Segment に充填される点は symmetric centric と同様ですが、第 2 エコーから遠い TE のエコーを周辺部分に非対称に充填 します。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 8 Unrestricted 2.2 k-space 充填に影響するパラメータについて-Phase Partial Fourier- Phase Partial Fourier SIEMENS .: Healthineers .. Resolution >> Common Rel. SNR ?HABEOMET .4L TV/a - 120 filling (=lak-spaceO)]14) Ich ERICUX SEJAZIELE (7/8, 6/82 2) >XTSE SPACE C(off/ AllowedOt] (WATER (E) Phase Partial Fourier Off 6/8 7/8 Asymmetric Echo Of Phase Partial Fourier Off Phase Partial Fourier: 94 % Off ges Allowed ons Phase partial Fourier(以下,PPF とします）の概要を説明します。PPF は位相エンコー ドデータの一部を収集しません。基本的に撮像時間の短縮を行うために使用しま す。高周波領域の一部を収集しないため、Rel. SNR(相対的 SNR)と空間分解能が低下 します。 収集していないデータについては、0-filling もしくは、k-space の対称性を 利用して補間します。収集する割合についてはパラメータカード上で指定すること ができます。 ただし、TSE と SPACE では Off/Allowed の切り替えのみとなります。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 9 Unrestricted TSE(=$ 3 Phase partial FourierONE SIEMENS. Healthineers CIAOETla <. Allowed CHE Allowed EF -SEXSAFOU-SEDE . Turbo Factor k-space(dLinear scrolled C3E1 TE 11.00 + ms W 2 Averages Phase Partial Fourier: 73 % ky = 0 7 TE 33.00 Averages Phase Partial Fourier: 100 % 2 3 4 HHHHH 5 (Turbo Factor=5) ROTEIROLISA TSE における PPF は通常の設定と異なります。まず、数値による割合の設定ではな く、Allowed で自動決定されます。Allowed に設定した際のデータ取得の割合は、他 パラメータである Turbo Factor と実効 TE によって間接的に決定されます。パラメ ータカード上の中心 TE に設定するほどデータ取得の割合は高くなります。最短、 最長 TE に近いほどデータ取得の割合が低下します。左図を見ていただきますと、 TE の設定によって Phase partial Fourier によるデータ取得の割合が異なっているこ とが確認できます。 右図ではパラメータカード上の最短 TE を設定した際のデータ 取得の割合を表しています。Turbo Factor=5 の設定では 4,5 番目のエコーを使用し ていません。この際データ取得割合は 3/5=60％です。k-space は Linear scrolled によ って充填しています。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 10 Unrestricted TSE(=$(+ 6 Phase partial FourierO*) SIEMENS. Healthineers @ 0.7x0.7x4.0 m + 0.85 Physio Inline Sequence JS- US SIEHIER V Read 220 - mm V Phase 100.0 % libraries £METROONE ickness 4.0 - mm TR 2000.0 ¢ ms TE 11.00 SNROOMEEF verages Phase Partial Fourier: 73 % SNROOMELF TSE における PPF を設定した際の効果としては、収集エコー数の減少による影響が 挙げられます。(設定 TE により、データ取得の割合が変わります) 具体的には、ブ ラーリング低減効果が期待されます。 ブラーリングの影響を軽減できるため、空 間分解能を保持したまま、Turbo Factor(TF)を高く設定できます。 最短 TR の短縮が 可能であり、脂肪抑制パルスの追加の際の TR 延長に対して有効です。 また、SNR と SAR が低減します。 主に T1 強調画像、プロトン密度強調画像を撮像する際に使 用されます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 11 Unrestricted 2.3 k-space 充填に影響するパラメータについて-Reduce Motion Sense.- Sequence/Part1 if(&SegmentJELinear CLIM Reduce Motion Sensitivity DE $ 3. segment Alete - 2 2 T ky = 0 3 y = 0 3 4 4 5 5 2 3 4 5 Reduce Motion Sens. = Off Reduce Motion Sens. = On Unrestricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 17 Reduce Motion Sensitivity は、TSE においてモーションアーチファクトの影響を軽減 する際に使用します。 通常の TSE では Segment 内を Linear に充填します。しか し、Reduce Motion Sensitivity を設定すると、各 Segment 内で k-space 充填がランダ ムになります。(図を参照) Reduce Motion SensitivityO* SIEMENS Healthineers' SegmentJ z 5 9 L IC h I J 3 2 2 0 5 Sequence/Part1 Turbo Factorl( ( Segment ] > < 3 (3 2 ) # JE < 3 ICH Dark Blood CCHI Routine Contrast Resolution Geometry System Physio Inline Sequence Part 1 Part 2 Assistant Introduction WARP 151 Head Phase Correction Automatic Red. EC Sensitivity Spine Compensate T2 Decay PACE-triggered Abdomen Acoustic noise reduction On Reduce Motion Sens v Reduce Motion Sens.0E 各 Segment 内をランダムに充填しますので、Turbo Factor が小さいほど（Segment が少なくなる ほど）ランダム効果は高くなり、モーションアーチファクトの影響を軽減できます。心臓 Dark Blood などで有用です。しかし、腹部の息止め撮像など、Turbo Factor を高く設定するような場合は効 果が低くなります。ランダムに K-space を埋めることで、小さな動きによるモーションアーチファクトの 影響を軽減することができます。 設定は Sequence カード、Part1 の Reduce motion sens.にチェ ックを入れることで設定できます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 12 Unrestricted Reduce Motion Sensitivity SIEMENS Healthineers 10.1150 A TH 35009 TE 040 TA014 Reduce Motion Sens. = off Reduce Motion Sens. = on SAPG/CS/SHEK_1 60039> Reduce Motion Sens.を使用した頸椎画像例を提示します。嚥下によるモーションア ーチファクトが軽減されています。 Reduce Motion Sensitivity SIEMENS Healthineers ... 1.00 In 4390.0 TE 1160 TA. 01 00 AIFS Reduce Motion Sens. = off Reduce Motion Sens. = on Untantor lcbed SerTansteakhoareK.K, 1016 70g 2D. CAPG/CS/SHIKK_1 600392 Reduce Motion Sens.を使用した頭部画像例を提示します。頭部の小さな動きが軽減 されています。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 13 Unrestricted 3 変更履歴と問い合わせ先 日付 変更内容 2016/10/24 第一版作成 2021/11/08 XA バージョン追記 フォーマット変更 2023/02/10 タイトル変更 ご使用法にご不明な点などございましたら、弊社アプリケーションスタッフまでお 問い合わせ下さいますよう、お願い申し上げます。 フリーコール：0120-041-387 メールアドレス：mr-appli.jp.func@siemens-healthineers.com この文書の内容を無断で複写及び転載することを禁じます。 シーメンスヘルスケア株式会社 ※「QR コード」は、株式会社デンソーウェーブの商標または登録商標です。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_220005 Page 14 Unrestricted