脂肪抑制法の種類 T1緩和時間差法tohoku-b.umin.ac.jp/data/h19teschnical/MR3.pdf（ CHESS , ChemSAT , SPIR etc ）緩和時間の差を利用するもの T1緩和時間差法（

1

Sendai Sendai Sendai KouseiKouseiKouseiH it lH i l

脂肪抑制を確認しよう。脂肪抑制を確認しよう。その２その２

仙台厚生病院　仙台厚生病院　放射線部放射線部曽根　理曽根　理

東北部会東北部会第第4545回学術大会回学術大会　　テクニカルミーティングテクニカルミーティングMRMR分野分野

脂肪抑制法の種類脂肪抑制法の種類

位相の差を利用するもの位相の差を利用するもの位相差法（位相差法（ opposed phase etc opposed phase etc ））

周波数の差を利用するもの周波数の差を利用するもの選択的脂肪抑制法選択的脂肪抑制法（（ CHESS , CHESS , ChemSATChemSAT , SPIR etc , SPIR etc ））

緩和時間の差を利用するもの緩和時間の差を利用するもの T1T1緩和時間差法（緩和時間差法（ STIR STIR ））

水のみを選択的に励起するもの水のみを選択的に励起するもの選択的水励起法選択的水励起法（（ PROSETPROSET ，，Water Excite, PASTA etc Water Excite, PASTA etc ））







Sendai Sendai Sendai KouseiKouseiKouseiH it lH it l

T1T1緩和時間差法緩和時間差法

水・脂肪プロトンの水・脂肪プロトンの縦（縦（T1T1））緩和の時間差緩和の時間差をを利用し、脂肪を抑制利用し、脂肪を抑制

IRIR法法を用い、脂肪のを用い、脂肪のnull pointnull pointににTITIを設定を設定

STIRSTIR（（Short TI Inversion RecoveryShort TI Inversion Recovery））


180°90°

180°90°

TR

TE


SESE（（スピンエコー）法スピンエコー）法

180°90°

180°90°

TR

TE


180°

Inversion pulseInversion pulse

180°

TI

水・脂肪の両方のプロトンに　Inversion pulseInversion pulseを印加　　　（　＝　非選択的にプロトンを励起　）

IRIR（（インバージョンリカバリー）法インバージョンリカバリー）法

2

プロトンに、プロトンに、IInversion pulsenversion pulseを印加を印加

Z

X

Y



B0

180°パルス(Inversion pulse)印加


Z

X

Y


B0

180°パルス印加後、縦磁化が反転


Z

X

Y


B0

180°パルス印加後、縦磁化が反転


Z

X

Y


縦磁化が完全に反転

B0


Z

X

Y


B0

縦磁化が静磁場方向に緩和


Z

X

Y


B0

縦磁化が静磁場方向に緩和

3


Z

X

Y


B0

縦磁化が完全に緩和

縦磁化と緩和時間の関係縦磁化と緩和時間の関係

Z

X

Y

B0



時間

縦磁化

0


Z

X

Y

B0


時間

縦磁化

0


Z

X

Y

B0


時間

縦磁化

0


Z

X

Y

B0


時間

縦磁化

0


Z

X

Y

B0


時間

縦磁化

0

4


Z

X

Y

B0


・時間

縦磁化

0


Z

X

Y

B0


時間

縦磁化

0


Z

X

Y

B0


時間

縦磁化

0

縦磁化がゼロ（ null point ）

縦磁化がゼロ？縦磁化がゼロ？

プロトンが、縦磁化を持たない状態


90°、180°パルスを印加しても　　　　　ゼロのため信号が発生しない

TIを、null pointに合わせて撮影すれば脂肪または水を抑制できる

そこで、

脂肪のnull pointが水より極端に短い

ことを利用

STIRSTIR（（Short TI Inversion RecoveryShort TI Inversion Recovery））

縦磁化

時間

脂肪

水

STIR


TR

180°

90°

180°

90°

180° 180°

TI TE

脂肪の縦磁化がゼロ（null point）になるTIを設定

STIRSTIRの特徴の特徴

磁場均一性に左右されず、安定した脂肪磁場均一性に左右されず、安定した脂肪抑制が可能（低磁場でも使用可能）抑制が可能（低磁場でも使用可能）

磁化率の影響が小さい磁化率の影響が小さい（１８０°パルスでの位相の（１８０°パルスでの位相のRephasingRephasing))脂肪と同等の脂肪と同等のTITI値を持つ組織も抑制される値を持つ組織も抑制される（抑制されても脂肪であるとは言えない）（抑制されても脂肪であるとは言えない）

信号強度が低い信号強度が低い


5

STIRSTIR法における法におけるTETEと脂肪のと脂肪のnull pointnull pointの関係の関係

STIR法において、実効TEの延長に伴う脂肪のnull pointの変化を検討する。

目的

方法ベビーオイル(脂肪)、 3つの希釈Gdファントムを容器に入れ周囲をPVAで充填し、TEを可変し信号強度により検討した。なお、希釈Ｇｄ濃度は、　ベビーオイルと同等のT1値（以下、baby T1Gd）、　2.0ｍmol/L、0.5ｍmol/Lとした。


【参考論文】　STIR法におけるTEと脂肪のnull pointの関係（土橋ら )　　　　　　　　日本放射線技術学会雑誌　Nov，１９９７

自作ファントムおよび各試料自作ファントムおよび各試料T1,T2T1,T2値値

各試料T1,T2値


baby oil

2.0mmol/LGd希釈液

0.5mmol/LGd希釈液

baby T1 Gd希釈液

212

89

177

408

54

96

154

373

T1 value(ms) T2 value(ms)

2.0mmol/L Gd希釈液


baby T1 Gd希釈液

bａｂｙ oilwater

PVA

使用機器および撮影条件使用機器および撮影条件

FOV 250mm ( RFOV 100% )Freq Matrix 256 ( Ｓｃａｎ Percentage 100% )Slice thickness 10mmTR 3000msTSE factor 9WFS 0.496(pix) / BW 437.7(Hz)

実効TE30，50，80msにおいて、TIを50～300msまで可変し信号強度を測定


使用機器

撮影条件

Philips社製　Intera Achieva Nova 1.5T Release 1.5.4　　　　　　　　Synergy Head Coil

各各TETEでのでのnull pointnull pointの変化の変化

ー： baby oil ー： baby T1 Gd ー： 2.0mmol/L Gd ー： 0.5mmol/L Gd

TE30ms

SN

0 50 100 150 200 250 300TI (ms)

TE50ms

0 50 100 150 200 250 300TI (ms)

SN

TE80ms

0 50 100 150 200 250 300TI (ms)

SN


各各TETEでのでのnull pointnull pointの変化の変化

TE30ms

110 120 130 140

110 120 130 140 150 TI(ms)110 120 130 140

TE50ms

130ms121ms

TE80ms

144ms

SN

実効TEの変化により、　ベビーオイルのNull Pointが延長した


ー： baby oil ー： baby T1 Gd

各試料各試料null pointnull point付近の信号変化付近の信号変化((TE30TE30ms)ms)TI 70ms

TI 120ms

TI 260ms

ベビーオイルとベビーT1Gd希釈液は、TIの変化に伴い信号強度が変化( null point 120ms 付近 )

2.0mmol/LのGd希釈液は、TIの変化に伴い信号強度が増加　( null pointは70ms付近 )

0.5mmol/LのGd希釈液は、TIの変化に伴い信号強度が低下　( null pointは260ｍｓ付近）


water

bａｂｙ oil babyT1 Gd希釈液



6

各試料別の各試料別のTETEととnull pointnull point


ベビーオイル0.5mmol Gd

0 50　 100　 150　　200　　250　　300　TI (ms)

baby T1 Gd2.0mmol GdSN

0 50　 100　 150　　200　　250　　300　0 50　 100　 150　　200　　250　　300　

－：ＴＥ30　　－：ＴＥ50　　－：ＴＥ80（ms）

0 50　 100　 150　　200　　250　　300　

SN

SN

SN

まとめまとめ

実効実効TETEの延長に伴い、ベビーオイル（脂肪）のの延長に伴い、ベビーオイル（脂肪）のnullnullpointpointのみが延長した。のみが延長した。

それぞれのそれぞれのGdGd希釈液において、実効希釈液において、実効TETEを変化させを変化させると、緩和は変化するが、ると、緩和は変化するが、null pointnull pointには影響しない。には影響しない。

各施設において、各施設において、STIRSTIRの設定は様々ですが、の設定は様々ですが、実効実効TETEと脂肪のと脂肪のNull pointNull pointの関係を把握しておくこの関係を把握しておくことは重要と思われる。とは重要と思われる。








選択的水励起法選択的水励起法

水と脂肪の共鳴周波数の水と脂肪の共鳴周波数の位相差を利用位相差を利用

励起の際は、励起の際は、２項パルス（２項パルス（Binominal pulseBinominal pulse））使用使用

22項パルス自体に、項パルス自体に、周波数選択性周波数選択性があり、があり、プリパルスを付加する必要なしプリパルスを付加する必要なし


【MRIデータブックより引用】

22項パルス項パルス((Binominal pulse)Binominal pulse)とは？とは？

22項係数の強度比の一連の高周波パルス項係数の強度比の一連の高周波パルス

パルスシーケンスの前につけて、脂肪からの信パルスシーケンスの前につけて、脂肪からの信号を飽和させたり、スペクトロスコピーにおいて号を飽和させたり、スペクトロスコピーにおいて水信号を飽和させる。水信号を飽和させる。

分割数は、分割数は、1-11-1，，1-2-11-2-1，，1-3-3-11-3-3-1などなど


【MRIデータブックより引用】

Bo

RF

時間

Binominal pulse 1-1Binominal pulse 1-1


水

脂肪

7

Bo

RF

時間

45°



水

脂肪

45°Bo

RF

時間

45°



水

脂肪

Bo

RF

時間

45°



水

脂肪

Bo

RF

時間

45°



水

脂肪

９０°

水と脂肪の位相が反対

Bo

RF

時間

水のみ励起

45°45°


Binomial pulse: 1-1


水

脂肪

９０°

Bo

RF

時間

Binominal pulse 1-2-1Binominal pulse 1-2-1


水

脂肪

8

22.5°

Bo

RF

時間



水

脂肪

22.5°

Bo

RF

時間

22.5°



水

脂肪

Bo

RF

時間

22.5°



水

脂肪

Bo

RF

時間

22.5°



水

脂肪


Bo

RF

時間

45°

22.5°



水

脂肪

Bo

RF

時間

45°

22.5°



水

脂肪

9

Bo

RF

時間

45°

22.5°



水

脂肪

Bo

RF

時間

45°

22.5°



水

脂肪

９０°


Bo

RF

時間

45°

22.5° 22.5°


水のみ励起

Binomial pulse: 1-2-1


水

脂肪

９０°

Bo

RF

時間

Binominal pulse 1-3-3-1Binominal pulse 1-3-3-1


水

脂肪

Bo

11.25°

RF

時間



水

脂肪

11.25°

Bo

RF

時間

11.25°



水

脂肪

10

Bo

RF

時間

11.25°



水

脂肪

Bo

RF

時間

11.25°



水

脂肪


Bo

RF

時間

33.75°

11.25°



水

脂肪

Bo

RF

時間

33.75°

11.25°



水

脂肪

Bo

RF

時間

33.75°

11.25°



水

脂肪

Bo

RF

時間

33.75°

11.25°



水

脂肪


11

Bo

RF

時間

33.75°

11.25°

33.75°



水

脂肪

Bo

RF

時間

33.75°

11.25°

33.75°



水

脂肪

Bo

RF

時間

33.75°

11.25°

33.75°



水

脂肪

Bo

RF

時間

33.75°

11.25°

33.75°



水

脂肪

９０°


Bo

RF

時間

33.75°

11.25°

33.75°

11.25°


水のみ励起

Binomial pulse: 1-3-3-1


水

脂肪

９０°

1-1 pulse 1-2-1 pulse 1-3-3-1 pulse

【原理資料・画像提供　Philips 】

Binominal pulseBinominal pulseの違いによる脂肪抑制効果の違いによる脂肪抑制効果


< <

分割数が多くなるほど、脂肪抑制効果が大きい

12


各種脂肪抑制法による比較各種脂肪抑制法による比較

FFE、T2WIに各種脂肪抑制を付加し、脂肪の信号減衰の変化を比較する。

目的

方法

FFEについては、opposed phase，SPIR，SPAIR、

PROSETを付加したものを比較した。

T2WIについては、SPIR，SPAIR ,PROSET を付加したものとSTIRを比較した。


自作ファントムと撮像断面自作ファントムと撮像断面

salad oil + water / Gd希釈液

water

salad oil

PVA

Gd希釈液 0.5mmol/L サラダ油と同等T1値のGd希釈液(以下、サラダ T1Gd) 2 .0mmol/L

撮像断面サラダ油サラダ油

試料試料

サラダサラダ油油

試料試料

サラダサラダ油油

試料試料

油７５：試料２５油５０：試料５０油２５：試料７５

撮影条件撮影条件


0.289 /0.289 /

751.3751.39090

2.32.3～～5.65.6

150150FFEFFE

9090

9090

FA (FA (°°))

1515

1515

TSETSEfactorfactor

130130

TI (ms)TI (ms)WFS (pix) /WFS (pix) /

BW (Hz)BW (Hz)TE (ms)TE (ms)TR (ms)TR (ms)

0.9340.934 / /

232.5232.5909030003000STIRSTIR

0.9340.934 / /

232.5232.5909030003000T2WIT2WI

SynergySynergy　　HeadHead　　CoilCoilFOV:FOV:300mm ( RFOV:100% )300mm ( RFOV:100% )Freq Matrix 256 ( Scan Percentage 100% )Freq Matrix 256 ( Scan Percentage 100% )


opposed phaseopposed phaseでのでの油含有率の違い油含有率の違い

５０５０：：５０５０

７５７５：：２５２５

２５２５：：７５７５

水　

水（希釈液）：油水（希釈液）：油

０．５　mmol/L T1Gd ２．０mmol/L

信号が次第に低下

信号が次第に増加

評価法１（評価法１（CNRCNR））

各種脂肪抑制した前後の水の各種脂肪抑制した前後の水のSNRSNRと試料のと試料の

SNRSNRの差分の絶対値で評価した。の差分の絶対値で評価した。

CNRCNR＝＝ SNR SNR（（水）－水）－SNR(SNR(試料試料))


結果結果（各試料別の（各試料別のCNRCNR比較）比較）CNR（水：油）

0

20

40

60

80

100

120

140

opposed SPIR SPAIR WATs11 WATs121 WATs1331 in

水25：油75

水50：油50

水75：油25

CNR（０．５Gd：油）

0

20

40

60

80

100

120

140


0.5mol/25：油75

0.5mol/50：油50

0.5mol/75：油25

CNR（T1Gd：油）

0

20

40

60

80

100

120

140


T1/25：油75

T1/50：油50

T1/75：油25

CNR（２．０Gd：油）

0

20

40

60

80

100

120

140


2.0mol/25：油75

2.0mmol50：油50

2.0mmol/75：油25


13

評価法２（試料信号減衰率）評価法２（試料信号減衰率）

　　非脂肪抑制時の試料と水の非脂肪抑制時の試料と水のSNRSNRに対するに対する各種脂肪抑制した試料と水の各種脂肪抑制した試料と水のSNRSNRの変化での変化で評価した。評価した。

　試料信号減衰率（％）　試料信号減衰率（％）　＝【　＝【 SNRSNR（（NoNo FSFS）－）－SNR(SNR(FSFS))】／】／ SNR SNR（（NoNo FSFS））

　　　　水信号残存率（％）水信号残存率（％）

　　＝　　＝SNR(SNR(FSFS))／／ SNR SNR（（NoNo FSFS））


結果結果（（FFEFFEでの試料信号減衰率比較）での試料信号減衰率比較）

試料信号減衰率（水：油）

0

20

40

60

80

100


水25：油75

水50：油50

水75：油25

試料信号減衰率（０．５：油）

0

20

40

60

80

100


0.5mol/25：油75

0.5mol/50：油50

0.5mol/75：油25

試料信号減衰率（T1：油）

0

20

40

60

80

100


T1/25：油75

T1/50：油50

T1/75：油25

試料信号減衰率（２．０：油）

0

20

40

60

80

100


2.0mol/25：油75

2.0mmol50：油50

2.0mmol/75：油25


結果結果（試料信号減衰率比較）（試料信号減衰率比較）日本海病院　STIR　ｖｓ　T2　FS

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

STIR TE13TI128

STIR TI 154 TSE T2w FSStrong

TSE T2w FSWeak

日本海 - Oil 100%

日本海 - 水25% Oil 75%

日本海 - 水50% Oil 50%

日本海 - 水75% Oil 25%


まとめ１まとめ１

各種脂肪抑制の比較を各種脂肪抑制の比較を

CNRCNR

試料信号減衰率（％）・水信号残存率（％）試料信号減衰率（％）・水信号残存率（％）

SNRSNR

信号強度信号強度

等を指標に評価を試みた。等を指標に評価を試みた。


まとめ２まとめ２

今回の実験では、いずれの指標も違いを評価今回の実験では、いずれの指標も違いを評価するのは困難であった。するのは困難であった。

理由として考えられるのは、理由として考えられるのは、

ファントムの設置条件・作成方法など非常にファントムの設置条件・作成方法など非常に実験がシビア。実験がシビア。

当院の装置では、当院の装置では、GainGainなどを一定にすることなどを一定にすることができず、実験方法の前提が成り立たない。ができず、実験方法の前提が成り立たない。


総括総括

各種脂肪抑制方法について、過去に行われ各種脂肪抑制方法について、過去に行われてきた検討を検証した。てきた検討を検証した。

各種脂肪抑制方法の使い分けを、比較実験各種脂肪抑制方法の使い分けを、比較実験を通して論じることを試みたが、我々の実験を通して論じることを試みたが、我々の実験では困難であった。では困難であった。

近年の自動化が進んだ装置においても、脂近年の自動化が進んだ装置においても、脂肪抑制の原理・特性を踏まえて、用いるべき肪抑制の原理・特性を踏まえて、用いるべきものであったものであった。。


14

謝辞謝辞

今回の検討で、多大なご協力を頂いた今回の検討で、多大なご協力を頂いた

　　　　　　　　PhilipsPhilips　　諏訪様諏訪様

　　　　　　　　Siemens Siemens 岩波様岩波様

に、この場をお借りして感謝申し上げます。に、この場をお借りして感謝申し上げます。


参考文献・論文参考文献・論文

１）土橋　俊男・槇　利夫・鈴木　健　：高速１）土橋　俊男・槇　利夫・鈴木　健　：高速Inversion RecoveryInversion Recovery法の検討法の検討

―高速―高速FluidFluid　　AttenuatedAttenuated　　InversionInversion　　RecoveryRecovery法と高速法と高速Short TI Inversion RecoveryShort TI Inversion Recovery法について―　　日放技学誌，法について―　　日放技学誌，5353（（22），），291291－－298298（（19971997））

２）土橋　俊男・槇　利夫・鈴木　健　：２）土橋　俊男・槇　利夫・鈴木　健　：STIRSTIR法における法におけるTETEと脂肪のと脂肪のnull pointnull pointの関係の関係．．

　　　　日放技学誌，　　　　日放技学誌， 5353（（1111），），16471647－－16561656（（19971997））３）伊藤　貞則・森　光一・吉田　寿　：高速３）伊藤　貞則・森　光一・吉田　寿　：高速STIRSTIR法における脂肪法における脂肪null pointnull pointに影響を及ぼすに影響を及ぼす

　　　撮影パラメータについて．　　　撮影パラメータについて．日放技学誌　中部部会誌　日放技学誌　中部部会誌　Vol.Vol.５，５，No.1No.1　　156156－－157157（（20032003））４）４）誰にも聞けない誰にも聞けないMRIMRIの常識の常識Q&AQ&A　　STIRSTIR法とは何ですか？　：法とは何ですか？　：InnervisionInnervision（（1212・・99））19971997５）５）小倉　明夫・宮井　明・前田　富美恵・他　：小倉　明夫・宮井　明・前田　富美恵・他　：MRMR画像の画像のSNRSNR測定法に関する基礎的検討．測定法に関する基礎的検討．

　　　　日放技学誌，　　　　日放技学誌， 5959（（44），），508508－－513513（（20032003））６）小倉　明夫・前田　富美恵・宮井　明・他　：６）小倉　明夫・前田　富美恵・宮井　明・他　：MRMR臨床画像の臨床画像のCNRCNR測定法に関する精度．測定法に関する精度．

　　　　日放技学誌，　　　　日放技学誌， 6060（（1111），），15431543－－15491549（（20042004））７）高原　太郎　他：Ⅶ章７）高原　太郎　他：Ⅶ章脂肪抑制法．脂肪抑制法．MRIMRI自由自在，自由自在， 91-120 91-120８）土屋　一洋　他：８）土屋　一洋　他：MRIMRIデータブック，データブック，182.225.229.320182.225.229.320９）小野　睦夫　他：脂肪抑制の基礎．福島県９）小野　睦夫　他：脂肪抑制の基礎．福島県MRIMRI技術研究会抄録集技術研究会抄録集22（（11），），7777－－8181（（20022002））

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脂肪抑制法の種類 T1緩和時間差法tohoku-b.umin.ac.jp/data/h19teschnical/MR3.pdf（ CHESS , ChemSAT , SPIR etc ）緩和時間の差を利用するもの T1緩和時間差法（