技術解説(東芝メディカルシステムズ)

2017年4月号

Cardiac Imagingにおけるモダリティ別技術の到達点

心臓MRIにおける最新技術

伴苗 修平(臨床アプリ研究開発部)

MRIを用いた心臓検査では,心臓の形態に加え,心機能や組織の性状,血流などさまざまな情報を得ることが可能である。例えば,心臓シネ撮像では,心時相の異なる複数の画像を得ることができ,壁運動や左室駆出率などを算出することで,心機能の評価を行うことができる。また,心筋遅延造影撮像では,正常領域と梗塞などの疾患領域における造影剤の洗い出し時間の差を利用して,疾患領域を特異的に描出することができる。加えて,遅延造影のパターンにより,疾患の種類を分類できることも報告されており,組織の性状を把握することが可能である。このように,心臓MRI検査の臨床における有用性は数多く報告されており,その検査数も年々増加している。本稿では,東芝メディカルシステムズにおける最新のアプリケーションについて紹介する。

■心筋遅延造影に対する最新アプリケーション

1.Phase Sensitive Inversion Recovery(PSIR)
心筋遅延造影撮像では,一般的には強度画像を得ることができ,正常領域を低信号とするために,最適なinversion time(以下,TI)の設定が必要である。そのため,プレスキャンにてTIを変えながら繰り返し撮像を行い,得られた画像より操作者が最適なTIを決定する必要がある。また,造影剤の洗い出し効果により,最適なTIは経時的に変化していくため,検査が進むにつれてTIの調整や再度プレスキャンを行う必要がある。このように,TIの設定には手間を要する。また,TIの設定が正しくないと,正常領域と造影剤が滞留した疾患領域のコントラスト差が小さくなることや,コントラストの反転が生じることがあり,評価が困難となる場合がある。
これに対してPSIRでは,一度のinversion recovery(以下,IR)パルスに対して2回の撮像を行い,2回目の画像を用いて1回目の画像の位相補正を行うことで,信号値の極性を考慮した実部画像を得ることができる。図1に示すように,実部画像では信号値の反転が生じないために,厳密なTIの設定や検査の進行に伴うTIの調整が不要となる。また,操作者間におけるTIの設定には依存しないため,安定した画像を得ることが可能である。

図1 TIによるコントラスト差の模式図

図1 TIによるコントラスト差の模式図

 

■動き補償を併用した3D遅延造影撮像

心筋遅延造影は,心電同期を併用し,息止め下での撮像を行うことが一般的であるが,息止め撮像は患者への負担が大きく,患者の状態によっては撮像が困難な場合がある。また,画像のボケやコントラスト不良を低減するため,1心拍内におけるデータ収集時間を短くすることが望まれるが,これにより,息止め時間の延長や空間分解能が低下する。
この心筋遅延造影に対して,IRパルスの影響を考慮した動き補償(リアルタイムモーションコレクション)を併用することで,自由呼吸下での撮像が可能となり,患者の負担が軽減する。また,息止めの時間を気にする必要がなくなるため,1心拍内におけるデータ収集時間の短縮と高空間分解能を両立した画像を得ることができ,多断面での観察が可能となる(図2)。

図2 動き補償を併用した3D遅延造影撮像の画像例(MPR)

図2 動き補償を併用した3D遅延造影撮像の画像例(MPR)
〔画像ご提供:ブラジル・Heart Institute(Instituto do Coração),
University of Sao Paulo Medical School様〕

 

■緩和時間マッピング

1.T1マッピング
T1マッピングは,組織のT1値を定量的に画像化できる手法である。例えば,従来の心筋遅延造影では,びまん性の線維化が現れると心筋全体のT1値が変化するために,正常領域と疾患領域の区別が形態上で把握しづらいという問題があった。これに対し,心筋のT1マッピングでは,T1値という定量パラメータの変化として評価することが可能となる。
心筋T1マップを得るためには,心時相の等しい複数の異なるTIで撮像した画像が必要である。当社では,心筋T1マッピングとして広く用いられているMOdified Look-Locker Inversion recovery(MOLLI)法を採用しており,解析は当社ワークステーション「Vitrea」に搭載されているアプリケーション上で行うことができる。また,イメージング部分はfast FE法に対応しており,静磁場強度にかかわらず安定したT1マップを得ることが可能である(図3)。

図3 造影前後のT1マップと遅延造影の画像例

図3 造影前後のT1マップと遅延造影の画像例
遅延造影(c)で高信号の領域において,造影前T1マップ(a)ではT1値の上昇,
造影後T1マップ(b)ではT1値の低下が見られる。
(画像ご提供:医療法人社団 心臓画像クリニック飯田橋様)

 

2.T2マッピング
T2マッピングは,組織のT2値を画像化できる手法であり,心筋の鉄沈着などを定量的に評価することが可能である。
心筋のT2マッピングを得るためには,マルチエコーで複数の異なるecho time(TE)を一度に撮像した画像が必要である。解析は,T1マッピングと同様に,当社ワークステーションVitrea上で行うことができる。また,血液抑制パルスを併用することで,心筋と心腔の境界が明瞭となり,図4に示すように視認性の高いT2マップを得ることが可能である。

図4 T2*マップ画像例

図4 T2マップ画像例
〔画像ご提供:ブラジル・Heart Institute(Instituto do Coração),
University of Sao Paulo Medical School様〕

 

本稿では,当社の最新技術について解説をした。このほかにも,当社ワークステーションVitreaに搭載されている心機能,およびstrain解析が可能な“MR Wall Motion Tracking”などの各種アプリケーションや,MRI装置にてすでに製品搭載されている心臓位置決めアシスト機能“CardioLine+”,心臓位置を装置が自動で検出し寝台移動や撮像プランの設定を自動で行う“SUREVOI”,モルフォロジーマッチング手法を用いたR波検出による心電同期技術“SUREECG”などと併用することで,短時間かつ安定した心臓MRI検査を行うことが可能である。

SUREVOIとSUREECGは東芝メディカルシステムズ株式会社の商標です。

 

●問い合わせ先
東芝メディカルシステムズ株式会社
MRI営業部
〒108-0022
東京都港区海岸3-20-20
ヨコソーレインボータワー12階
TEL:03-6369-9644
http://www.toshiba-medical.co.jp

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