心臓MRI検査（以下，CMR）は，心臓の形態の観察，心機能解析，心筋灌流状態の描出を行うことができ，その臨床有用性が高い検査である。近年では，4D flowを用いた流れの定量化やベクトルの可視化，T1，T2 mapping，extracellular volume fraction（ECV）を用いた心筋組織性状の定量評価が注目されてきている。
本稿では，特に期待されている定量化を行うための技術について紹介する。

■Vios3D & Vios4D

“Vios3D”は，HyperKat法を使用したレトロスペクティブゲーティング3D cine撮像（図1）である。HyperKat法は，MRIデータの空間および時間の相関を利用して撮像時間を短縮させ，一度の息止めで心臓全体の3D cine撮像を可能とした。同じ断面の，それぞれのスライスで何度も息止めをすることがないため，位置ズレのリスクを減らし解析の精度を上げるとともに，患者の息止めの負担を減らしている。
“Vios4D”は，3D cine phase contrastベースの4D flowイメージング技術である。あらゆる断面の血管の流れを評価するために，あらゆる方向の速度エンコーディングを行っている。この撮像にもHyperKat法を使用することにより，複雑な血流の可視化を可能にする高い時間分解能の撮像を可能とした。
また，本アプリケーションは3Dボリュームで心臓および大血管をすべてカバーするため，通常行われているcine撮像のように，煩雑な撮像断面の設定をする必要はない。患者に息止めを行っていただく必要がなく，比較的非侵襲的な検査であるため，先天性心疾患や後天性心疾患の構造的心臓検査に非常に有用だと考えられる。
このVios4Dのデータは情報量が多く，心臓の機能，形態のみならず，流速測定およびMRAの結果を得ることが可能である。

図1　Vios3D

■Cardio maps：T1，T2，T2^＊ mapping

遅延造影は，心筋梗塞などの障害心筋の検出において高い検出能を示しているが，心筋全体に貫壁性やびまん性の線維化が生じると，遅延造影では診断が難しいと言われているケースがある。心筋浮腫においても，従来のblack blood法T2強調画像で確認できるが，画像解釈にはシーケンスの特徴を踏まえて診断する必要がある。また，サラセミアなどの疾患で，心筋における鉄沈着を評価することが臨床で重要となっている。
こういった背景により，心臓検査においてT1，T2，T2^＊の組織特性の定量的測定は，心臓疾患の検出をサポートする強力な診断技術になると期待されている（図2 a）。

1．T1 mapping
T1 mappingは，組織特性の客観的，定量的測定値を算出することにより，梗塞，肥大性心筋症（HCM），心筋炎，アミロイドーシスなどの検出に有望であると言われている。
GEでは今回，modified Look-Locker inversion recovery（以下，MOLLI）と“saturation method using adaptive recovery times for T1 mapping of the heart（SMART1Map）”を製品化した。
MOLLIは，inversion pulse（IR）を用いる方法で，再現性が高いという利点があり，SMART1Mapは，saturation pulseを用いる方法で系統誤差が少なく，より正確なT1値の測定を行える可能性があると言われている。心臓のT1 mappingには，ゴールドスタンダードがまだ臨床では確立されていないため，どちらの方法も使用していただけるように製品化を行った。

2．motion correction
CMRでは，動きによる影響をできるだけ抑える必要があるため，MOLLIおよびSMART1Mapには完全に自動化されている非剛体レジストレーションを搭載し，心臓および呼吸の動きを補正している（図2 b）。

3．post processing
T1，T2，T2^＊ mappingは，撮像後に装置に搭載されているT1 mapping，“READYView”のアプリケーションにデータを読み込むことでカラーマップを生成することが可能である（図2 c）。
T1 mappingは撮像中の心拍の変動も考慮し，prep timeを正しく調整して解析を行っている。

図2　GEの各種mapping技術
a：心筋炎（←は病変部，画像ご提供：Dr. Mouaz Al-Mallah, King AbdulAziz Cardiac Center, Saudi Arabia）
b：非剛体レジストレーションによる動き補正。←はmotion correctionしていない時に起こった 位置ズレ。
c：READYViewによるカラーマップ表示

■新しいフロー解析・心機能解析（学術参考情報）

4D flowイメージングの膨大なデータをどのように処理するかは，日常的に使用するためには最大の問題である。その問題解決に向けて，新しい流れの可視化，定量化を行う画像処理技術の研究および臨床応用が，欧米を中心に世界中で進められている。これは，ディープラーニングを適用したクラウド上のgraphics processing unit（GPU）を用い，手元の端末でリアルタイムに血流の絶対値（図3 a），Streamline（図3 b），Vector（図3 c，d）といった各種解析・表示を行える。心機能解析を自動的かつ正確に計算できるように，数千人の医師のクラウドソースによる後処理と手作業による分析の情報を利用している。また，4D flowイメージングの解析結果として期待されるmax velocity，pressure gradient，regurgitant fractionなどは，flow curveやflow cine moviesとともにSCPTイメージとして得られるように進められている。

図3　4D flowイメージング
c，dは小児の先天性疾患例（画像ご提供：Dr. Shreyas Vasanawala, Stanford）
a：流れの絶対値（画像ご提供：Dr. Shreyas Vasanawala, Stanford）
b：Streamline（画像ご提供：Dr. Albert Hsiao， UCSD）
c：流れの絶対値にVectorを重ねたもの
d：Vector

◎

GEでは，新しいアプリケーションにより，期待の大きい定量化への取り組みの発展に貢献できればと考える。また，“Vios7D”のような，一度のボリューム撮像ですべての断面，複数種類のデータを得ることができるアプリケーションにより，患者の精神的，体力的負担を軽減していくことにも注力し技術開発を行っていく。