MRIノート-磁化率アーチファクト対策　WARP, VAT, SEMAC(日本語)

SIEMENS Healthineers 磁気共鳴診断装置 MAGNETOM Family MRI ノート - 磁化率アーチファクト 対策 WARP, VAT, SEMAC [ 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_180014 Page 1 Unrestricted 目次 1 VAT, WARP, SEMAC について教えてください 3 1.1 金属対策の種類 3 1.2 VAT 4 1.3 WARP 11 1.4 SEMAC 12 2 変更履歴と問い合わせ先 18 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 2 Unrestricted 1 VAT, WARP, SEMAC について教えてください 1.1 金属対策の種類 SIEMENS Healthineers' ... phase Restricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 readout Slice profile, Page 6 SIEMENS Healthineers phase hetel metal Restricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 readout Slice profile Page 7 均一な磁場内では、目的の位置で周波数エンコードおよびスライスエンコードされ るため、アーチファクトが発生しません。一方、被写体内にインプラントが存在する 場合、インプラントはその周囲の磁場均一性を乱します。その結果、共鳴周波数の乱 れによる周囲組織の画像の歪み・位相分散による無信号化を引き起こします。 面内の歪みとスライス方向の歪みでは対策が異なります。アーチファクトの方向に応じて撮 像パラメータを変更する必要があります。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 3 Unrestricted 面内の歪み：VAT Slice 方向の歪み：WARP、SEMAC により軽減されます。 今回はこれら VAT、WARP、SEMAC について紹介いたします。 TE、BW, Matrix size 等による対策方法については、FAQ vol.16 をご参照ください。 ※Advanced WARP は発熱のリスクを低減するものではありません。また、体内インプラント のある患者を撮像することを推奨するものではありません。当該インプラントの MR 適合性 を確認し、オペレータの責任のもと検査を行ってください。 1.2 VAT SIEMENS Healthineers " . VAT=Readout+ Slice gradient + RF RF G. readout + G. G. - Signal - signal Oooh OOOK high bw high bw + VAT * Advanced WARPESANO UZZEHAT SEOTHEDELA: SE #FA?? VAT(View Angle Tilting)はスライス面内の周波数ずれを補正する技術です。読み取り時 - - に周波数エンコード傾斜磁場と同時にスライス方向にも傾斜磁場を印加することで、 スライス面内の周波数ずれを補正しています。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 4 Unrestricted SIEMENS Healthineers . ZOBDC / DC5h/=VoxelleEn3 f(Gx) Bandwidth (Hz/pix) Meabitof @ Siemens Martheare K.K ., 2016 Par= 12 MRI では位置情報に周波数を用いています。磁場が強いほど、スピンの周波数は高くなり ます。傾斜磁場を印加することで、位置に応じて周波数が変化し、各位置の周波数に応じて バンド幅で割り当てられた Voxel に MRI 信号が格納されます。 SIEMENS Healthineers TISSEDOES metal MRONS XX Merbictod @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 EnTRES 静磁場が不均一で一部が本来よりも高周波数になった場合、そのピクセルの信号は高周波 側に加算されて高信号となり、本来の位置は信号がなくなるため低信号になります。これが 画像の歪みとなります。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 5 Unrestricted VAT : MEE SIEMENS Healthineers . X A BZ a: y(BO) metal GZ b : y(BO+ AB) Merbietof @ Siemens Martheare K.K ., 2016 Par: 14 VAT の原理について、磁場不均一をスライス選択時から追って考えていきます。 例えば、均一な点 a と不均一付近の点 b を観察した場合、a と b は本来違うスライス断 面に位置しているはずです。磁場不均一がある場合、2 点間に Δ B の差があり、すでに 周波数はずれていると考えることができます。 VAT : QUE SIEMENS Healthineers VAT ( T15- 1 5323 X N a: y(BO) + Gz1 BZ .. ##. RF / ULZahn ------------- b : y(BO + AB) + Gz2 ........ Restricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 15 ここにスライス傾斜磁場を印加すると、本来であれば異なる断面の a と b ですが、 点 b 付近の周波数は本来よりも高くなっており、傾斜磁場をかけるたことで不均一磁場＋ 傾斜磁場が足し合わされ、点 a と同じ周波数となってしまいます。その結果、RF パル スを印加すると a とｂは同時に励起され、スライス方向の位置ずれが生じます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 6 Unrestricted VAT : MALE SIEMENS Healthineers . GX X N a: Y(Bo) + Gx1 B Zn ........ ....... ....................... ................... b : y(BO + AB) + Gx2 次に周波数選択傾斜磁場印加時を見てみると、a とｂは同時に励起されたため同一スライ ス面にあります。周波数エンコード時も点 b 付近の周波数は高くなっており、周波数選択傾 斜磁場を印加すると不均一磁場＋周波数選択傾斜磁場により 点 b は高周波数側と同じ周波 数になってしまいます。結果として、画像面内の位置ずれが生じます。 VAT : ME SIEMENS Healthineers ... X N a: y(BO) + Gz1 ......... ............ ............. .......... ------- Gz b : y(BO + AB) + Gz2 Restricted @ Siemens Healthcare K.K ., 2016 Page 17 ここでスライス選択時を再確認してみると、スライス選択傾傾斜磁場をかけることで 不均一磁場＋傾斜磁場によって点 a と b は同じ周波数となりました。 VAT のポイント はこのようにスライス選択傾斜磁場をかけ続けている間は点 a と点 b は同じ周波数と なるという点です。この状態で周波数エンコードを行うことで、面内の位置ずれを抑 えることができます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 7 Unrestricted Gz tal Gz 5b 19 - VAT のポイントです。スライス面内の周波数を確認してみると、静磁場が均一の場合、ス ライス方向傾斜磁場があってもなくても、スライス面内の周波数は全て等しくなります。一 方、不均一磁場の場合、スライス面内の一部の周波数は高くなってしまいますが、 スライ ス選択傾斜磁場をかけている間のみ、スライス面内の周波数は等しくなります。 VAT : ML (*)) SIEMENS Healthineers RF RF Glice-sel G2 slice-sol VAT GZ readout readout Gx signal signal XX DOO GXO VAT## Gx + VAT Restricte Page 19 VAT では、周波数エンコード時にスライス傾斜磁場を印加しています。周波数エンコード 時の様子を比較すると磁場不均一がある場合、この一部の高い周波数がスライス面内の位置 ずれを生じます。 スライス選択傾斜磁場を印加することで面内の周波数は均一になり位置 ずれが補正されます。デメリットとして、ボクセルは斜めになることで画像はボケることが あります。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 8 Unrestricted MILET-FISTON SIEMENS (TE) Healthineers VAT Sequence> Part2 · SliceDECONTENUTOHA WARP 100% = sliceMit & A CAÃO JAi 18 2 6000 VAT 50 % TSES-5>7034 . Flow comp & ##TA . Restore & ## TA VAT angle=tan-1 GZ GX Gz : Read out COMEEN slice SHAN Gx : Read out DOMANI Metrieted & Siemens Healthcare K.K ., 2016 Par: 20 VAT 設定のポイントです。VAT は、Turbo spine echo シーケンスのみで使用可能です。 Flow comp、Restore との併用は不可となっています。 VAT の角度は tan-1(Gz/Gx )であり、Gz を増やすと、よりスライス傾斜磁場が強くなる ためボクセルが斜めになり、ボケが強くなります。同じ Gz でも Gx を増やすことでボケ を抑えることができます。Gx を増やすためには、受信バンド幅を高く設定します。 Bandwidth(Sequenece>Part1)を高く上げることでボケを改善できます。 *1.5T の方が送信のバンド幅が高くボケやすくなります。 VAT OFF VAT 30% VAT 60% VAT 100% VAT %2M<3 metal Page 21 VAT:の割合を増やすことでアーチファクト低減効果は強くなります。VAT:100％とは、 スライス選択時の傾斜磁場と同じ強度の傾斜磁場を印加していることを表わします。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 9 Unrestricted VAT OFF VAT 30% VAT 60% VAT 100% metal Page 22 金属の近傍の断面です。OFF と 100％を比較すると周波数ずれによる歪みは減ってい ますが、位相分散などにより信号消失している場合、補正されません。 VAT OFF VAT 30% VAT 60% VAT 100% FOVOI, 119-CHIE VAT を使用することで FOV 端の磁場不均一も改善することが可能です。 VAT:OFF VAT:100 VAT:100 BW:180 BW:90 BW:180 VAT:100 VAT:100 VAT angle=tan-1 ( BW:400 BW:900 GX VAT の角度は tan-1 (Gz/Gx )であり、Gz を増やすと、ボケが強くなります。 同じ Gz で も Gx を増やすことで、ボケを抑制できます。Bandwidth を高く設定することで Gx が増 え、ボケを改善できます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 10 Unrestricted 1.3 WARP SIEMENS. Healthineers . N N a: Y(BO) a: Y(BO) BZ B.Z. GZ b : Y(BO ) GZ b : y(BO + AB) Restricted @ Siemens Healthcare K.K, 2015 Page 28 スライス方向の周波数ずれについて、例えば、点 a 点 b を観察した場合、本来同じスライス 面の信号ですが(左図)、不均一磁場があると b の周波数は高くなり、a と b は異なるスライ スとなってしまいます(右図)。 SIEMENS . Healthineers N a: Y(BO) BZN -> WARP SZ b : y(BO + AB) Meabietet @ Siemens Marthere K.K ., 2016 7age 29 ここで、スライス励起時の送信周波数帯域を広げると、より高周波な信号も同一スライスと して励起することができ、スライス方向の位置ずれが低減されます。これが WARP 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_180014 Page 11 Unrestricted Sequence> Part2 . TSES-5970034 WARP . Quiet LO##TA VB19EXIST&U. VD VE(->> WARP 設定のポイントです。WARP は、Turbo spin echo シーケンスのみで使用可能です。 Quiet との併用は不可となっています。WARP を設定することで送信周波数帯域幅が広がり ますが、SAR が上昇します。 ＊VB19 以降及び、VD,VE バージョンで使用可能です。VB19 以降のバージョンでは option が 必要です。 1.4 SEMAC SEMAC SIEMENS. (Slice Encoding for Metal Artifact Correction ) Healthineers' RF Spin Echo VAT compensation Gslice 2-phase Ygradient encoding Grea readout Gphase Meabitof @ siemens Healthcare K.K ., 2016 Pag: 32 SEMAC(Slice Encoding for Metal Artifact Correction)は、スライス方向の歪みを低減する技術 です。 周波数エンコード前に、スライスエンコードの傾斜磁場が追加され、各スライス毎 に繰り返し撮像を行います。画像再構成時に、スライス方向の歪み画像を足し合わせていま す。 WARP, VAT では時間は延長しませんでしたが、SEMAC は時間が延長します。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 12 Unrestricted SEMAC : DATE SIEMENS .. Healthineers 1) 2 3 4 RF Spin Echo HON 5 VAT compensation 6 Gslice gradient 2-phase Speeding 7 Greadou! (CO) Gphasa 9 Wenmiao Lu MRM 62:66-76 (2009) (10) スライス選択時、磁場不均一な場合はスライス方向の周波数ずれによって異なる位置が励 起され、スライス方向に歪みが起きます。 スライス④励起時を見てみると、⑤,⑥,⑦の スライスも一部励起されています。 SEMAC : JAHE SIEMENS ... Healthineers htc U=75172.DIESEMAC Factor>>]-FTW, 7512003 RF Spin Echo 751ZI>] -HABE VAT compensation Galice gradient 5-phas ncodin Greadour 8 Gphasa 9 Wenmiao Lu MRM 62:66-76 (2009) 11. 95. 7ag: 34 ここで、励起したスライスを中心にスライスエンコードを行い、スライス方向に歪んだ信 号に対して位置情報を付加します。スライスエンコードによって、どのスライスから信号が 飛んできているのかを観測し、分離します。例えば、矢印のラインのデータはスライス⑥ の位置の信号を持っており、スライスエンコードによってこの領域だけの信号に分離され た。同様にこの場合スライス⑦～①の位置も分離されています。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 13 Unrestricted SEMAC : FALSE SIEMENS .. Healthineers (2) (3) 751ZI>] -ME 4) RF Spin Echo VAT compensation (6) =- phase- encoding Greadout (0) Gphasa CO Wenmiao Lu MRM 62:66-76 (2009) 11) 7ag: 39 ewntriest 同様に、スライス⑤励起時もスライスエンコードを行い、スライス方向の歪みプロファ イルを取得。スライス⑤励起時もスライス⑥からの信号が含まれており、スライスエンコ ードによってこの領域だけの信号に分離されます。 SEMAC : JALE SIEMENS .. Healthineers (2) (3) 4 7517I>]-FRE RF N Spin Echo VAT compensation CO) gradient 5-phas encodin Greadout 8 Gphasa 9 Wenmiao Lu MRM 62:66-76 (2009) スライス⑥励起時もスライスエンコードによって分離し、本来の断面だけの信号を取得 しています。 この時も同様に、他の断面のスライスエンコードも行っています。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 14 Unrestricted SEMAC: 11 (@ IS F5 1MGE) SIEMENS ... Healthineers 75174 75175 75170 75176 75176 75176 75176 - - - ---- 画像再構成では、それぞれのエンコードデータを足し合わせています。 ここでスライス⑥に着目します。 スライス⑥収集時は本来の位置のみの情報も取得してい ます。各スライス励起時のスライスエンコードにより、歪みのプロファイルが得られ、 ス ライス③励起時は、スライス⑥に相当する歪み部分のみの情報、スライス④, ⑤, ⑦にお いてもそれぞれでスライス⑥に相当する情報が得られます。 SEMAC: JAHR (1IS F516%) SIEMENS Healthineers 75174 75175 75170 75176 75176 75176 75176 ODER + + + + O + ------- ------- 画像再構成時に本来のスライスに加え、各スライス収集時にスライスエンコードにより得 られたスライスの情報を加算して、歪みを抑制した画像を得ることができます。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 15 Unrestricted SEMAC SIEMENS Healthineers' Sequence> Part2 WARP:ON_VAT:100% (DA WARP V Disto Factor= 0₺133 VAT 100 : % . TSES-530 . = ( H/ SEMAC Factor) EU3 SEMAC 15 : J SEMAC Factor SN(MA ). MASNEMKO $1 . AverageZit5 . BW Elf. Echospacef = < > <>> Turbo Factory Meabitof @ siemens Healthcare K.k ., 2016 SEMACIZOS EDGE> DE SEMAC 設定のポイントです。Turbo spin echo のみで使用可能です。SEMAC 設定には、 WARP:ON、VAT:100%の設定が必須となります。Gapless(Dist. Factor=0%)での撮像となりま す。SEMAC factor を増やすほど、アーチファクト抑制効果は向上しますが、撮像時間が延長 します。Factor が増えることで SN が上昇しますので、Average を減らす、iPAT(Accel factor PE)を増やす、BW を上げて Turbo factor を増やす等により、撮像時間短縮の調整を行ってく ださい。また撮像時、金属を十分含む様なスライス枚数を設定してください。 ＊SEMAC は、VE バージョンで使用可能です。Option が必要です。 metal OFF 6 9 12 15 SEMAC Factor ZIM TRI<3 51HEUTE (SEMAC Factors) 83 Foi ( 32) SEMAC Factor を増やすことでアーチファクト低減効果は高くなります。スライス方向の歪 み度合いに応じて設定してください。ただし、SEMAC Factor を増やすほど、撮像時間は延長 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_180014 Page 16 Unrestricted (SEMAC Factor=11) 15lice 9slice 5 slice 1 slice "metal 画像再構成時に隣接する複数のスライスからの位相エンコードデータを足し合わせている 為、効果はスライス枚数にも依存します。対象の金属を十分含むスライス枚数に設定する必 要があります。 T2 STIR SEMAC PD TSE SEMAC T1 TSE SEMAC SEMAC は TSE シーケンスで使用可能なため、T1, T2, STIR, PD など、様々なコントラストの 撮像へ応用可能です。 以上が VAT, WARP, SEMAC の原理と設定のポイントとなります。アーチファクトの発生し ている方向に応じたパラメータの調整が必要です。一つのパラメータのみでなく、複数のパ ラメータを調整することが重要となります。 Copyright © Siemens Healthcare K.K. Siemens Healthcare K.K. All rights reserved Customer Service Div., Application Dept. 文書番号 : CS-APP-MR_180014 Page 17 Unrestricted 2 変更履歴と問い合わせ先 日付 変更内容 2018/03/31 作成 2021/11/09 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_180014 Page 18 Unrestricted