本講演では，AIを用いたノイズ除去再構成技術“Deep Learning Reconstruction（DLR）（製品名：Advanced intelligent Clear-IQ Engine：AiCE）”の概要と，1.5T装置へのAiCE適用の効果などについて，当院での初期使用経験を踏まえて報告する。

AiCEの概要

MRIにおいては従来，装置とシーケンスの進歩は深く関係していたが，近年登場したDLRは装置の性能への依存性が少なく，別次元の進歩と言える。
DLRとは深層学習（Deep Learning：DL）を用いたノイズ除去再構成技術であり，AiCEでは開発段階で高周波成分のみを学習させる工夫がなされている。このため，従来のフィルタ処理によるノイズ除去では不可能な選択性の高いノイズ除去を実現化している。また，AiCEは，あらゆる解剖学的部位・撮像シーケンスに適用可能な汎用性の高い画像再構成技術となっている。

3T装置での使用経験

基礎SNR（信号雑音比）の高い3T装置においては，AiCEを適用することで，微細構造の評価が求められる部位の診断に威力を発揮する。通常，2Dの1mmスライス厚の撮像では画質が劣化するが，AiCEを適用すると画質が向上し，軟骨の詳細な評価なども可能となる（図1）。また，脳の画像評価では，定量的にも画質向上が確認されている^1）。

図1　Thin slice画像へのAiCE適用の効果

1.5T装置での画質改善 / 時間短縮効果の検証

AiCEは，2019年12月より，1.5T装置「Vantage Orian 1.5T」にも搭載可能となった。以下では，ボランティアを対象とした1.5T装置でのAiCEの検証結果を報告する。

1．画質に関する検証
10名のボランティアの頭部T2強調画像を比較したところ，AiCEを適用することで，SNR，CNR（コントラスト雑音比）共に有意な上昇を認めた（図2）。ただし，通常の診療では，AiCEを適用していない画像でも診断には問題ないことが多い。したがって，新知見の探索や実臨床に役立てるには，AiCEをいかに効果的にパルスシーケンスに組み込むかが重要となる。

図2　1.5T装置におけるAiCEによる画質改善効果

2．高速化に関する検証
われわれはAiCEを用いて，3T装置では高いSNRを利用した超高分解能画像を追究し，1.5T装置では画質を担保した高速化やsusceptibility artifactの低減によってMRIの適用範囲を広げることをめざしている。そこで，まずは高速化について，10名のボランティアの頭部T2強調画像を対象に，AiCE付加3倍速撮像と通常撮像の画像比較を行った。高速化の手法は，分解能を維持しつつ加算回数を減らし，かつparallel imagingでの加速ファクタを増やす（3倍速撮像）方法を用いた。
図3は実際の画像であるが，3倍速撮像（b）で劣化した画質は，AiCEを適用（c）することで通常撮像（a）と同等にまで引き上げられている。神経放射線医2名による定性評価でも，AiCE付加3倍速撮像は通常撮像とほぼ同等との評価を得ている。
次に，腰椎でも同様に検討したところ，定性評価，定量評価共にAiCE付加3倍速撮像は通常撮像と同等以上との結果が得られた。

図3　1.5T装置における通常撮像（a），3倍速撮像（b），AiCE付加3倍速撮像（c）の画像比較

1.5T装置における臨床応用

1．AiCE付加による超高速撮像
ボランティアの結果を踏まえ，すでに実臨床においてもAiCE付加による高速撮像を行っているが，われわれの初期経験では診断に影響を与える事象は認めていない。
また，疼痛などで安静保持が困難な患者向けに，1シーケンス30秒未満の超高速撮像のオプションも組み込んでいる。従来，超高速撮像については，3T装置による脳卒中を対象とした報告が大多数であったが，われわれは1.5T装置を用いて，脳はもとより脊椎でも運用している。図4は80歳代，女性，第1腰椎の圧迫骨折により安静保持が困難な症例である。AiCE付加による22秒の超高速撮像を施行し，圧迫骨折後の骨壊死と診断し得た。

図4　圧迫骨折後壊死（第1腰椎）：超高速撮像例

2．全身MRIへの展開
2020（令和2）年度の診療報酬改定において，「全身MRI撮影加算」として600点が認められた。全身MRIは，さまざまながん種の骨転移診断において，骨シンチグラフィやFDG-PETより優れているという報告が多数なされている。特に，小児固形腫瘍における全身骨スクリーニングでは，被ばくのない全身MRIへの期待が高いであろう。
一方，全身MRIで高い診断能を担保するためには，拡散強調画像，T1強調画像，T2強調画像の3シーケンスを撮像することが望ましい^2）が，30分程度の長い撮像時間が課題となる。そこで，AiCEを用いることで，1.5T装置でも10分以内でフルコースの全身MRI撮像が可能となる（図5）。

図5　全身高速MRI撮像：1.5T装置・総撮像時間10分

3．高速化がもたらす新たな展開─眼瞼挙筋機能評価
高齢化の進行に伴い増加傾向にある加齢性眼瞼下垂は，眼瞼挙筋機能の有無によって治療法が異なる。眼瞼挙筋機能は開眼上方視 / 下方視における筋肉の収縮で評価するが，眼瞼挙筋は膜状構造であり，しかも，まばたきという動きがあるため，従来はMRIでの評価が困難だった。
そこで，われわれは新たな取り組みとして，AiCEを適用した超高速MRIによる眼瞼挙筋機能評価の臨床応用を開始した。AiCEの登場により，わずか12秒で眼窩の微細構造の描出が可能となり，眼瞼挙筋の伸展収縮による眼窩隔膜の動きも確認可能となった（図6）。

図6　AiCE付加超高速撮像による眼瞼挙筋機能評価

まとめ

DLを応用した画像再構成技術は，今後のMRIの進歩の大きな柱になると思われる。その一つである，汎用性の高いノイズ除去再構成技術のAiCEは，あらゆる解剖学的部位およびパルスシーケンスに適用可能であり，今後，実臨床でのさまざまな応用が可能になると考える。

_{●参考文献
1）Kidoh, M., et al., Magn. Reson. Med. Sci., 2019（Epub ahead of print）.
2）日本磁気共鳴医学会：前立腺癌の骨転移検出のための全身MRI撮像の指針.
http://www.jsmrm.jp/modules/other/index.php?content_id=5}

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