第3回医用画像データマネージメント研究会 20170313 slideshare

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第 3 回医用画像データマネージメント研究会MR イメージングを知ろう！〜 MR 画像を知り、業務に活かす〜2017/3/15 （水）　小林　達明　 ACE ： DM 分科会 , 医用画像データマネージメント研究会

Magnetic Resonance imaging核磁気共鳴イメージング磁気を利用して画像を作る検査方法

+（仮）今後の予定第 1 回：イメージングスタディと医用画像（イメージング CRO の役割、 FDAも少しだけ）第 2 回： CT イメージングを知ろう！（原理・画像の取得・画像）第 3 回： MR イメージングを知ろう！（原理・画像の取得・画像）第 4 回： PET イメージングを知ろう！（原理・画像の取得・画像）第 5 回： DICOM データを知ろう！（匿名化と盲検化をやってみよう）第 6 回：イメージングシステムを構築してみよう！第 7 回：エクセルで RECIST 体験！第 8 回：イメージング CRF 設計と実装を体験しよう！

2 © Visionary Imaging Services, Inc.

+

• 初歩的な基礎医学• 画像解剖の知識• 初歩的な画像診断の知識• 画像検査技術• 画像処理技術• 医療 IT スキル（ DICOM

etc… ）• 治験のスキル（ GCP etc… ）

モダリティ？部位？

造影？スライス厚？

再構成？画像アーチファクト？

ソフトウェア？

質の高いイメージングスタディを実施するために、医用画像がわかる人材が必要とされています。医用画像の品質を確認できるスキル

3 © Visionary Imaging Services, Inc.

この研究会の中で、当事者として考える機会を作れたらと思います。

+イメージングスタディの課題放射線医学の固有の複雑さ• 面内空間分解能が一貫していること• ボクセルノイズが安定していること• 再構成 FOV が一貫していること• 再構成スライス厚が一貫していること（体積評価の場合は、 2.5mm 以下であること）• スライス間隔が 0 以下であること• 再構成方法は Filtered Back-Projection であること• 再構成関数が一貫していること• 上記項目が DICOM ヘッダーあるいは目視で確認できる

CT 画像品質確認の例；

どうプロセスの信頼性を担保するか？？4 © Visionary Imaging Services, Inc.

今回の勉強会がこのようなスキルを自分のものにするためのきっかけになると嬉しいです。

+

本日の流れ

18:20 　開場 18:30 　開始挨拶（本日の流れ） 18:35 　 MR イメージングを知ろう！ 19:00 　ハンズオン

ソフトウェア環境を整える MR 画像を表示する（ T1w,T2w etc ）脳血管 MRA3D 画像処理

19:45 　振り返り 19:50 　アンケート・片付け・解散 20:00 　退室

自由な発言、参加者との交流など、皆さんで楽しみながら知識を深めましょう。

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+

MR イメージングを知ろう！原理・イメージング手順（撮影方法）・症例を少しだけプレースホルダーまでドラッグするかアイコンをクリックして図を追加

プレースホルダーまでドラッグするかアイコンをクリックして図を追加

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+

MRI の原理は簡単です。


1. 人が MRI の中に入る2. MRI から人にラジオ波を送る3. ラジオ波を切ると、人の体からラジオ波が返ってくる4. この返ってきたラジオ波を再構成して MRI 画像を得る

+広義のバイオメディカルイメージングいろんな技術があります。 MR はどこにあたるでしょう？

CT

臓器スケール（マクロ）細胞スケール分子 /原子スケール

Anatomical

PET/SPECT

原子イメージング

機能的 MRI

Functional

ダイナミック画像光画像病理画像 DNA イメージング

トラクトグラフィ

マイクロ -CT

プロテインイメージング

細胞イメージング© Visionary Imaging Services, Inc.

+医用画像は物理的な原理を利用して生成されています。 MR はどこでしょう。

上記の電磁波（媒質なしでも伝播）とは別に、音波（媒質ありで伝播）も利用されています。PET/SPECT

レントゲンCT 光イメージング MRI

γ 線


+最近の医療 / 研究用 MRI 装置強い静磁場強度

高速撮像

多様な画像の種類

など。

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3.0T/1.5T

0.3T

+MRI 装置の外観


1. このような形のものは、液体ヘリウムを使って装置内の導線（コイル）を冷却し、金属抵抗をなくして、電流を流すことで、超伝導状態を作っています。2. その磁場は非常に強力で、一般的には 1.5T 〜 3.0 Tesla程あります。3. 検査時間は CT に比べて長いことが多いです。およそ、 1 検査 20 分〜

30 分くらいです。4. 検査時はラジオ波を発生させるため、ビービー、ガガガ、ポポポなど、色々な音がなります。

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磁場が漏れないように部屋もシールドをします。

+MRI が作る磁場は静磁場といい、結構強い磁場です。

© Visionary Imaging Services, Inc.19

リフティングマグネット0.3 〜 6.0T

入院ベッドを引き合わせてしまった事故MRI の静磁場強度： 1.5 or 3.0T

+歴史は最強の学問である〜 MR の歴史〜

1930年代後半に、核磁気共鳴現象が発見されました。

1970年代になり、核磁気共鳴を利用して水分子を画像化することに成功しました。

MRIとこれに関連する技術の開発に貢献した科学者に少なくとも8つのノーベル賞が授与されています。

核磁気共鳴原子核が、特別な周波数からエネルギーを受け取り、この周波数がなくなると、受け取ったエネルギーを放出する現象


一定の磁場の中：静磁場原子核


+初歩的な MRI 画像の原理画像の取得から構成まで※本資料では、 MRI の安全性や機械的な原理は極力省略して解説します。

+

再び、MRI の原理は簡単です。


1. 人が MRI の中に入る2. MRI から人にラジオ波を送る3. ラジオ波を切ると、人の体からラジオ波が返ってくる4. この返ってきたラジオ波を再構成して MRI 画像を得る

+

まずは、ここからお話を進めさせていただきます。


1. 人がMRIの中に入る2. MRI から人にラジオ波を送る3. ラジオ波を切ると、人の体からラジオ波が返ってくる4. この返ってきたラジオ波を再構成して MRI 画像を得る患者が MRI の中に入ると、どのようなことが体に起こっているのでしょうか？

+人の体の 65% は水でできています（年齢によって異なりますが、一般的に。）


体の中には満遍なく水分があります。

水は、 H （水素原子） 2個と O （酸素原子） 1個が結合してできている分子H2H H

Oこの水素原子に着目

原子核

電子

11

電子

水素の原子核は、陽子を一つだけ持っている

原子核の中身を覗いてみると

今日はこの陽子（プロトンとも呼びます）に注目します。

陽子

陽電荷

+陽子（プロトン）の周りを電子が回っています。「電子が回る」つまりそこには電流があります。


電子陽子 ○力？?

電流

力

フレミング左の法則

ここで、フレミングの法則を思い出します。

+電流があるところには、磁力があり、そこには磁場ができています。


電子陽子

電流と磁場は切り離せない関係です。逆に、磁場があるところには電流があります。

磁力

電流

力

フレミング左の法則

+この電子の回転による電流と磁場とで、陽子は一つの磁石のように振舞っています。


電子陽子

電子がくるくる回ることで、陽子もコイルのような磁場を持つと考えられています。

電流磁場

右ねじの法則

+この陽子（プロトン）は、地球の自転のように、回転軸を持って回転しています。


北極（ N ）

南極（ S ）電子陽子陽子

（ N ）

（ S ）

回転軸回転軸

この回転を、歳差運動と呼びます。

水素の原子

+この陽子（プロトン）は、普段は環境に身を任せ、のらりくらり、自由奔放にいろんな向きを向いて、回転しています。

© Visionary Imaging Services, Inc. 29

陽子（ N ）

（ S ）

体内水素原子の陽子の回転軸

+この陽子（プロトン）が一定の磁場の中に置かれると、その磁場の向きに合わせて回り出します。


N

S

陽子陽子（ N ）

（ S ）

+一定の磁場（外部磁場）の中では、陽子はすごく早いスピードで回ります。


N

S

陽子

• このスピードは、外部磁場の強さによって変わります。• 例えば、プロトンの場合は、およそ 42.6MHz/Tです。つまり、外部磁場が 1Tesla の時、 1秒間に 4257万回転します。

外部磁場

+回転するスピードは、正確に測ることができます。1秒間に回転する数＝磁気回転比外部磁場強度✖️


Ω0＝ γB0オメガゼロ＝ガンマビーゼロ✖️

（つまり、周波数）

• 磁気回転比は、物質により異なっています。• 水素の場合は、この値が 42.6MHz/Tesla とわかっています。 1.5T では 64MHz 、 3.0T では 128MHz になります。

ラーモア方程式です。

+一度、 MRI の構成を簡単に見ておきましょう。


クライオスタット（超電導コイルを液体ヘリウムで冷却する装置）傾斜磁場コイル

ラジオ波受信コイルパッシブシム（磁場を抑制）

+人がMRIの中に入ると、水素の陽子が、MRIの磁場に平行または逆平行に並ぶようになります。


N

S体内の水素原子の陽子全て上向きにならないのは、ゼーマン効果があるからです。

安定側（エネルギー低い）

非安定側（エネルギー高い）

平行

逆平行

※実際にはこのように綺麗に別れず、バラけて存在しています。

+

次に、 MRI から人にラジオ波を送るときのことをお話しさせていただきます。


1. 人が MRI の中に入る2. MRIから人にラジオ波を送る3. ラジオ波を切ると、人の体からラジオ波が返ってくる4. この返ってきたラジオ波を再構成して MRI 画像を得る

患者が MRI に入った後、ラジオ波を送ります。ラジオ波とは、無線放送で使われる周波数域の電磁波です。

+ラジオ波についておさらいです。ラジオ波=電磁波：空間の電場と磁場の変化によって形成される波（波動）


磁場

電場

波長

波長周波数とは、 1秒間に、何回この波長の波のセットが来るか？（単位： Hz ）

直行

振幅：信号強度です

+ラジオ波についておさらいです。 MRI では、この磁場の波を周期性のある正弦波として捉えます。正弦波の周期のずれを、位相と言います。


磁場位相！” θ”

この例では、 90度、位相がずれています。

θ

矢印が一回転すると、1波長できる。

波形を円の図で示すと、

よーい、ドン！の位置が違うと理解してください。

+ラジオ波の目的は、静磁場の中で回転している陽子にエネルギーを送ることです。ラジオ波でエネルギーを送る？少しピンときません。


N

S


+音叉でこの現象を見て見ます。仮に、 2つの音叉が同じイ音だとすると、エネルギーを受け取れるのです。これを、共鳴といいます。共鳴は音叉だけでなく、陽子にも起こります


一定の磁場の中：静磁場原子核

陽子

+この共鳴を利用して信号を得ます。


N

S

陽子

外部磁場

1秒間に回転する数（周波数）＝磁気回転比外部磁場強度✖️

陽子の周波数はもうわかっています。

+陽子と同じ周波数のラジオ波を送って、エネルギーを送ることができます。


N

S

陽子

外部磁場

陽子と同じ周波数を持つラジオ波を特別に作ってあげれば、陽子にエネルギーを送ることができるようになります。

同じ周波数！ここでいう特別なラジオ波とは、陽子が一番大きなラジオ波を返してくれるようにアレンジしたラジオ波です。

+

この特別なラジオ波を陽子に当てると、


N

S


+低いエネルギー側の陽子がパワーアップして、逆向きになります。ここでいう特別なラジオ波とは、陽子が一番大きなラジオ波を返してくれるようにアレンジしたラジオ波です。


N

Sパワーアップして逆向きに

磁場の向き静磁場の向きに沿っているためエネルギーは低い

静磁場とは逆向きであるため、エネルギーは高い

+そしてラジオ波を切ると、陽子は指数関数的にエネルギーを放出しながら元に戻ってきます。MRI は、このエネルギー（つまりラジオ波）を、受信して画像を作ります。


N

S

パワーアップした分のエネルギーを放出して元に戻る。

OFF

同じ周波数の

エネルギー

+ラジオ波は棒磁石の回転で説明できます。棒磁石の回転は、陽子の回転を例えています。（陽子は磁石の役割をしており、回転している）。陽子は一つの磁石です。この磁石からラジオ波が出てくるということは、陽子が作り出している磁場が変化しているということ。磁場が変化するときは、電流が流れるということ、初めにお話ししました。


e-

ラジオ波は、この磁場の変化そのものです。

N

S

導線の前で棒磁石をクルクル回すと、電流が流れます。これは、導線の電荷が、磁場の変化を捉えているためです。同じ役割

陽子

e-

+

MRI は、陽子から返ってくるラジオ波を特殊なアンテナ（受信コイル）で電流として受信します。


N

S

e-

MRI は、受信用のコイルをアンテナのように使って、電流として信号をキャッチ。

ラジオ波がくると、電流が流れる

+

受信コイルには色々な種類のものがあります。頭用、表在用、体用、四肢用、全身用、乳房用、脊椎用、などなど。技師や医師が、検査によって最適なコイルを選択します。


N

S

膝関節検査の例

+

最後の肝の部分です。


1. 人が MRI の中に入る2. MRI から人にラジオ波を送る3. ラジオ波を切ると、人の体からラジオ波が返ってくる4. この返ってきたラジオ波を再構成してMRI画像を得る

ラジオ波からなぜ画像ができるのでしょうか？

+

画像を作るにはいくつかのステップを踏んでいく必要があります。スライス位置を決めるスライス内の周波数を符号化するスライス内の位相を符号化する二次元フーリエ変換を行う

まずは、スライスから見ていきましょう。スライスとは、画像となる”面”そのものを意味します。


？？？

？

+MRI はスライス位置をどのように決めるのか？ MRI は静磁場を綺麗に歪ませ、傾斜をつけることで、意図的に空間の磁場強度をずらすことができます。


MRI を横から見ている状態

NSボア： MRI の筒の中

例えば、 1.5T の装置では、 1.5T の均一な静磁場

+傾斜をつける磁場を、傾斜磁場と呼びます。MRI はこの傾斜磁場を使って空間の位置を把握します。


NS

傾斜磁場

およそ、 0.001Tesla/mほどの磁場強度の差を作ることができます。

1.5T

1.499T

1.501TMRI を横から見ている状態1m

1m

+MRI は、傾斜磁場を 3次元空間 XYZ 方向にそれぞれ作ることができます。


1.5T

1.499T

1.501T

ZX

Y1m

1m

MRI を横から見ている状態

+この傾斜磁場を使って、筒（ボア）の中の空間のスライス面を認識することができます。


Z(奥行き ) X(左右 ) Y(前後 )

平行移動左右に傾斜前後に傾斜

+

スライスは選択できても、そのスライスの中のピクセルになる情報はどうやって取得するのでしょうか？スライス位置を決めるスライス内の周波数を符号化するスライス内の位相を符号化する二次元フーリエ変換を行う

この方法を見ていきます。


？？？

？

+画像はピクセル（またはボクセル）で構成されます。傾斜磁場でスライス面を選択できるようにしても、面の位置情報がわかっているだけで、具体的なピクセルの値を得られません。


？ ❌

この一つ一つのピクセルの信号を得るには、どうしたらいいでしょうか？？

+その答えは、面内の行と列の符号化（エンコーディング）です。ラジオ波（周波数）の特性を生かした仕掛けで位置を把握します。


周波数エンコーディング

位相エンコーディング

縦横逆も OK

同じ面を見ています。

得たい画像

+周波数エンコーディングとは、その名の通り、列（または行）ごとにそれぞれ異なる周波数を持たせるための傾斜磁場をかけることを言います。


周波数エンコーディング傾斜磁場スライスが選択されている状態では、面から出てくるラジオ波がどこから来ているのかわからない。列（または行）ごとに異なる磁場強度を作り出し、各列（または行）に固有の周波数を持たせる。

Y軸

X軸

Ω＝ γB

+周波数エンコーディングだけでは、列の位置がわかるだけで、行の情報がわかりません。


周波数エンコーディング傾斜磁場

Y軸

X軸

？？？

+位相エンコーディングは、周波数エンコード方向に直行する傾斜磁場をかけることを言います。


位相エンコーディング傾斜磁場

• この位相エンコーディングは、マトリクス数の行（または列）の数だけかけます（例えば、 256✖ 256 の場合は、 256 回）。• 位相のズレがない状態から、徐々に 180度まで位相を変化させるように傾斜磁場（ Gφ ）をかけることで、縦方向の”位置情報”と”ピクセルの信号強度になる周波数”を作り出すことができます。

一個ずつ、面全体に傾斜磁場をかける

Y軸

X軸

Y軸

X軸

この例では、行数（ Y軸）の 256 回繰り返す

256

256

Gφ

+位相エンコーディングをすることで、面の中心を基準にして、陽子の回転のばらけ具合（位相の違い）で上下（あるいは左右）の”位置”を識別できます。


Y軸

X軸

0 （中心）横から見ると

+1

-1

0

0 Y軸

中心

+1

-1

0Gφ1

• 磁場が強いと、回転は早くなり、位相のズレが大きい• 磁場が弱いと、回転はそれに比べて遅くなり、位相のズレは小さい

Gφ1 の例傾斜磁場は面全体にかかる

Gφ の強さ+1

-1

0

0 Y軸

中心

・・・・・・

Gφ1

256個あります

Gφ

+1 回の位相エンコーディングだけでは二次元画像のコントラストを作れない。１回の位相エンコードだけでも、エコーを周波数方向に 256に分解することはできる。位相方向の位置も認識できている。

しかし、この場合、位相は 1つなので、位相方向のピクセルからくる周波数の位相のばらけ具合がわからない。この位相のばらけ具合が、ピクセル値になる。

もっというと、位相方向の周波数を取り出すために必要な三角関数計算は、位相のばらけ具合がわかっていないと解けない。

位相方向に隣り合うピクセル間のコントラストを最大にするのはこのピクセル間で 180度の位相差を作らないといけない。

そのために、位相の違うエンコーディングを 256回行い、隣り合うピクセル間の位相差を 180度にして、すべてのピクセルのからくる周波数の位相のばらけ具合を三角関数で解読できるようにしている（フーリエ変換できるようにしている）。


+ここまでの流れをプロセスで見てみます。


• 実際には、スライス選択、位相エンコーディング、周波数エンコーディングの順に傾斜磁場をかけます。

1.499T

1.501T


Y軸

X軸

Gφ周波数エンコーディング傾斜磁場

X軸

Y軸

Gφ Gγ位相エンコーディング傾斜磁場スライス選択傾斜磁場

+ラジオ波はこのプロセスの中で発生させています。


• スライス選択傾斜磁場と同時に、その傾斜磁場にあわせた特別なラジオ波を発生させます。• 陽子から返ってくるラジオ波（エコーと呼ばれます）は周波数エンコーディングで収集します。

1.499T

1.501T


Y軸

X軸


Y軸


e-

傾斜磁場固有の特別なラジオ波体から返ってくるラジオ波

+このエコー収集プロセスは位相エンコード分繰り返されます。


1.499T

1.501T


Y軸

X軸


Y軸


e-

ここだけが256 回変わる同一スライス面同じ傾斜磁場

+そして、（この例では） 256 回エコーが収集され、このエコーを規則的に並べます。これが MRI の生データです。


0

-128

+128全部で256個

基準（ Gφ なし）

Gφ をかけない時と比べて 180度周波数の位相がズレている。・・・・・・

得られるエコーを位相のズレの大きさごとに並べます

Gφ をかけない時と比べて 180度周波数の位相がズレている。

・・・・・・

エコー収集時間

+この位相を 180度ずれたところまで収集するのは訳があります。 2✖ 3 の単純なピクセルの例で見ていきます。


A C E

B D F2

3

位相方向

周波数方向

+この位相を 180度ずらすまで収集するのは訳があります。位相方向の数だけ、傾斜磁場をかけ、６ピクセル全体から 2つのエコーを得ます。


A C E

B D F

Gsl 　 Gφ 　 Gγ

Gsl 　 Gφ 　 Gγ

位相のズレなし「 0度」

位相のズレ「 180度」上下間で位相が 180度異なるようにします。

エコー１

エコー 2

1

2

+この位相を 180度ずらすまで収集するのは訳があります。得られたエコーは 2つだけです。


A C E

B D F

+この位相を 180度ずらすまで収集するのは訳があります。片方のエコーに着目して見ましょう。


A C E

B D F

+エコーは、周波数 / 位相エンコード方向の列の周波数が足し合わせられている状態です。


• このエコーを周波数分解して、周波数、位相方向ごとに周波数を得ます。

まずは、周波数エンコード方向に分解

A C E

B D F

周波数エンコード方向

A+BC+D E+F

+周波数を分解する＝フーリエ変換です。


• フーリエ変換は、エコー（ラジオ波）の中に足し合わされている周波数成分を分解します。

周波数を分解

A+BC+D E+F

フーリエ変換です。

+一旦、整理します。


• 周波数分解されて得られた周波数方向のラジオ波は、位相方向のラジオ波を持っており、位相方向それぞれの周波数が足し合わされた状態になっています。

周波数エンコード方向に分解

A C E

B D F

A+BC+D E+F


+もう一方のエコーを見て見ましょう。


A C E

B D F

• こちらは、上段の位置とは 180度位相が異なるように傾斜磁場（ Gφ ）をかけて取得されたものです。

+こちらも、周波数方向にラジオ波を分解できます。


• 先ほどとの違いは、上段との位相差が 180度あることです。• この位相差によって、それぞれの周波数は減算された状態になっています。


A-BC-D

E-F

A C E

B D F


+これまでに分解した周波数同士を足し合わせると、位相方向のそれぞれの周波数がわかります。


• この簡単なモデルの場合は、位相が 180度違う周波数エンコード方向のラジオ波 2つを足し合わせることで、位相方向の周波数の振幅がわかります。この振幅がピクセル値になります。


A+BC+D E+F


A-BC-D

E-F(A+B)+(A-B)=2A ！

実際には計算はもっと複雑で、位相方向の周波数の分解のために再度フーリエ変換を使います。

+話を MRI の生データに戻します。


0

-128

+128全部で256個

基準（ Gφ なし）

Gφ をかけない時と比べて 180度周波数の位相がズレている。・・・・・・

位相方向に隣り合うピクセル間で 180度の位相のズレを作るGφ をかけない時と比べて 180度周波数の位相がズレている。

・・・・・・

収集時間

• 位相エンコーディング傾斜磁場は位相方向に隣り合うピクセル位置同士で 180度ずれた周波数を収集するために、このようなステップを作っています。

+この K-Space を、二次元フーリエ変換することで、 MRI 画像ができます


収集時間

Gφ

K-Space

二次元フーリエ変換

+横と縦で計 2 回フーリエ変換（ FT ）するため、 2次元フーリエ変換と呼ばれています。


収集時間

Gφ フーリエ変換 A C E

B D F周波数エンコード傾斜磁場方向

位相エンコード傾斜磁場方向（本当は 256✖ 256ピクセルです！）

フーリエ変換１回目の FT で得られるこれらの周波数は、 256 の位相の異なる周波数成分を含んでいるので、もう一度周波数分解します。

+補足です。これまでの説明はスピンエコー法と呼ばれる基本的な原理を対象にしてお話しました。現在は 2次元だけでなく 3次元でエコーを取得する方法や、高速に撮像する方法、脂肪だけ、水だけを抑制する方法などもあります。 Gsl-Gφ-Gγ のかけ方によって、画像の種類は変わります。（詳細は成書をご参照ください）



+少しだけ、 MRI 画像を紹介します。MRI の適用は多岐に渡ります。独断で、代表的な疾患のみを文献から引っ張ってきましたので、見ていきましょう。※このスライドに紹介する以外の疾患でも、 MRI は広く活用されています

+

脳脳出血脳動脈瘤脳梗塞脳腫瘍下垂体脳神経経路描出などに主に利用されます。


Imaging Tutorial: Differential Diagnosis of Bright Lesions on Diffusion-weighted MR Images. RadioGraphics, January 2003, Volume 23, Issue 1.

脳梗塞

脳出血

脳腫瘍（膠芽腫）

+

視神経聴神経腫瘍スクリーニングなどもよく利用されます。


Extensive subclinical sinusitis leading to Moraxella osloensis meningitis:Sep 21;6:39-42. eCollection 2016.

正常例

+

胸部乳房縦隔腫瘍など


Breast MR Imaging Artifacts: How to Recognize and Fix Them. RadioGraphics, October 2007.Volume 27, Issue suppl_1

+心臓冠動脈狭窄など

心筋虚血（狭心症）心筋梗塞

Cardiac Physiology for Radiologists: Review of Relevant Physiology for Interpretation of Cardiac MR Imaging and CT. RadioGraphics. September-October 2015. Volume 35, Issue 5.

Acute Myocardial Infarction: Serial Cardiac MR Imaging Shows a Decrease in Delayed Enhancement of the Myocardium during the 1st Week after Reperfusion. Radiology. January 2010. Volume 254, Issue 1.

CT と MRI の比較

+

肝・胆・膵がん脂肪肝胆石膵炎など


A,B ：正常な膵臓C,D ：慢性膵炎

T1w-water stimulation

MR Imaging of the Pancreas: A Pictorial Tour. RadioGraphics. January 2002. Volume 22, Issue 1.

+

脊椎脊柱管狭窄症圧迫骨折などなど


TA el Gammal, CE Crews ： MR myelography of the cervical spine. RadioGraphics, Jan 1996, Vol. 16: 77–88

+泌尿器腎がん尿管（ MRU ）膀胱がん前立腺肥大（ MRI が多くなってきました）など


MR Urography: Techniques and Clinical Applications. RadioGraphics. January-February 2008. Volume 28, Issue 1

MR Imaging of Treated Prostate Cancer. Radiology. January 2012. Volume 262, Issue 1

造影 MRU

前立腺MRI

+がん早期発見メタ検索全身MRIPET-MR


Whole-Body MR Imaging: Musculoskeletal Applications. Radiology. May 2016. Volume 279, Issue 2Diffusion-weighted and PET/MR Imaging after Radiation Therapy for Malignant Head and Neck Tumors. RadioGraphics. September-October 2015. Volume 35, Issue 5

SPECTDWI

PET-MR

DWI


+ハンズオン• ImageJ を起動する• MRI 画像を表示する（ T2w,T1w,T2FS ）• 脳血管 MRA3D 画像表示• イメージング CRF を作成する

• メタデータの表示

Start Conduct Follow

Data Management

+ImageJ を起動してみましょう。まずは、 ImageJ を起動しましょう。



+まずは基本の 2D 画像から見ていきます。今日は、 T1w,T2w だけご紹介します。

+T1w 画像を表示してみましょう。サンプル画像をスタックでロードします。 File > Import > Image Sequence… データは、 Dog-Brain > 1.Sag_T1_FSE_3


• MRI は水を構成する水素原子（の陽子）からの信号を捉えています。• 水分が多いところはどのように見えるでしょうか？• 脂肪はどのように見えるでしょうか？

スライス送りしてみてください。• 十字キー　　 or • ウィンドウ下のバー

+T2w 画像を表示してみましょう。サンプル画像をスタックでロードします。 File > Import > Image Sequence… データは、 Dog-Brain > 2.Sag_T2_FSE_2


• MRI は水を構成する水素原子（の陽子）からの信号を捉えています。• 水分が多いところはどのように見えるでしょうか？• 脂肪はどのように見えるでしょうか？

スライス送りしてみてください。• 十字キー　　 or • ウィンドウ下のバー

白：信号強い

+T1w と T2w の違い


• T1 強調画像と T2 強調画像の違いは、 MRI からラジオ波をかけてエコーを得て、再度エコーを得るまで時間（繰り返し時間）が違います。• T1w は繰り返し時間を短く、 T2w は繰り返し時間を長くしています。

信号強度

ラジオ波をかけてからの時間

元の状態に戻りやすいものとそうでないものがあります。ここで信号を取得

脳（白質 /灰白質）脳脊髄液

繰り返し時間

+造影 T1w 画像を表示してみましょう。サンプル画像をスタックでロードします。 File > Import > Image Sequence… データは、 Dog-Brain > 3.Ax_T1_FSE_+C_7


• MRI は水を構成する水素原子（の陽子）からの信号を捉えています。• 水分が多いところはどのように見えるでしょうか？• 脂肪はどのように見えるでしょうか？• その他、信号が強くなっている部分があります。どこでしょうか。

白：信号強い

+ガドリニウム造影剤の効果


• ガドリニウム造影剤は、血流から組織に分布することで、分布した領域の磁化を強めます。つまり、強い信号をより早く取得できるようになります。• T1w 画像で撮像します。信号強度

ラジオ波をかけてからの時間

元の状態に戻りやすいものとそうでないものがあります。ここで信号を取得

繰り返し時間

信号が弱いものを引き上げる効果


+3D 画像に挑戦してみましょう。

+3D 画像を表示してみましょう 1 まず、 3D 画像にしたい画像をスタックで読み込みます。ここでは、 ImageJ の MRIサンプルデータを利用します。 File > Open から、 Felix > SUB_MRA_55 を選択します。


+実際に利用される 3D 画像を見てみましょう。 3D 画像は、一定の角度でキャプチャされることが多いです。 2D 画像の表示と同じ手順で、サンプルを開きます。 >Matrix


+余裕がある人は

静磁場強度を調べてみましょう。位相エンコード数はいくつでしょうか？スライス厚はいくつでしょうか？


メタデータを確認してみましょう再度、 Dog-Brain > 1.Sag_T1_FSE_3 を開きます。 Image > Show Info…

高速 2次元フーリエ変換で、 K-Space を確認してみましょう Dog-Brain > 1.Sag_T1_FSE_3 の中の一枚だけ画像を開きます。 Process > FFT > FFT 得られた画像をもう一度 FFT してください

+

本日を振り返って

本日の振り返り MR の歴史と原理実際の MRI 検査ハンズオン

ソフトウェア環境を整える MRI 画像を表示する（ 2D 、 3D ）（余裕があれば）イメージング CRF項目を確認する

メタデータの表示


• MRI の取り扱い？これからも治験の中でどのように取り扱うか、考えていきましょう。

第3回医用画像データマネージメント研究会 20170313 slideshare

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