脂肪抑制技術

従来の画像診断法だけでなく.特殊な画像診断法にも使えるテクニックもある
脂肪組織はプロトン密度が高いだけでなく.T1値が非常に短く(1.5T 200-250ms).T2値が長いため.T1WIで非常に高い信号.T2WIで高い信号を示し.現在一般的に使われているFSE T2WIではその信号強度はさらに高くなると思われます。
1) 脂肪組織はmotion artefactの原因となる。 信号強度が高いほどアーチファクトは顕著になる。 (ii)水と脂肪の界面でChemical artefactが出現する。 3)コントラストを低下させる。 コントラストを低下させる。 遼寧省朝陽中央病院放射線科 張成軍
T1WIでは.脂肪.タンパク質を含む液体.出血は高い信号を示すことができ.脂質圧縮は脂肪の有無を識別することができます。 腎臓血管平滑筋脂肪腫.奇形腫など。
2.脂肪抑制技術に関連する組織特性:
1.化学シフト現象と同相・逆相の概念:同じ磁性核でも.それが別の分子にあれば.その周囲の電子雲の分布に違いが生じ.次に同じ均一な外部磁場環境でも.電子雲による磁性核の遮蔽が異なるために.その核が感じる磁場の強さに差が生じます。 原子核の運動の周波数が違ってくる。 磁気共鳴物理学では.この現象を化学シフトと呼んでいる。 化学シフトの度合いは主磁場の強さに正比例し.磁場が強いほど化学シフトは顕著になります。
臨床MRIでは.水素プロトンが水素シフトの対象となり.水分子と脂肪分子中の水素プロトン供給の周波数も化学シフト効果により異なり.脂肪分子中の水素プロトン供給は水分子中より3.5ppm遅くなる。
RFパルスを励起した直後の時点で.脂肪と水のマクロな横磁化ベクトル(Mxy)は同相であるため 信号を収集した場合.画素の信号強度は水信号と脂肪信号の和となる。RFパルスを消した後.ある瞬間.水分子の水素プロトンの到来周波数が脂肪の水素プロトンより速いため.水のMxyは脂肪のMxyより180度異なる.つまり逆位相と呼ばれる状態にあることがわかる。 信号強度は.脂肪信号から水信号を差し引いたものである。
2.脂肪組織の縦緩和特性:人体の正常組織の中で脂肪の縦緩和速度が最も速く.T1値が最も短く.組織のT1値は異なる電界強度下で変化する。
III.MRIでよく使われる脂肪抑制の手法。
磁場強度が違えば方法も違うし.同じ磁場強度でも部位によって方法が違う。
1.周波数選択的飽和法。 化学シフト選択飽和法とも呼ばれる。 用途は.脂肪と水の化学シフト効果。 脂肪中のプロトン運動の周波数は水分子のそれよりも3.5ppm遅いことが分かっており.イメージングシーケンスの励起パルスを印加する前に.帯域幅を狭くした脂肪飽和のプリパルスを1パルスまたは数パルス連続印加すれば.その周波数は脂肪中のプロトン運動の周波数と同じであるので.脂肪組織は連続的に励起飽和され.プリパルスで発生するMxyはグラジェント法により除去可能である。 一方.水分子のプロトンは入射周波数が異なるため励起されず.真のイメージングRFパルスを印加すると.脂肪組織は飽和してエネルギーを受け取ることができなくなるため信号を発生せず.水分子のプロトンは励起して信号を発生させることができるので.脂肪抑制という目的を達成することができる。 同じ意味で.周波数選択的飽和法でも水分子抑制を行い.脂肪信号の画像を得ることができるのです。
メリット:①選択性または特異性が高い。 SE T1WI.T2WI.FSE T1WI.T2WI.GREなど幅広いシーケンスの撮影に使用できる。 1.0T以上の装置で良好な脂肪抑制効果を得ることができる。
デメリット:①磁場強度依存性が大きい。 化学的変位の程度は主磁場の強さに比例する。0.5T以下の低磁場機は脂肪と水の供給周波数の差がほとんどなく.脂肪抑制の周波数選択的飽和法の使用が困難である。 磁場の均一性に対する要求が高い。 従来は主磁場の自動または手動による均一化が必要であり.磁場の均一性に影響を与える可能性のある体内および体表面の物品の除去が必要であった。 大きなFOVの周辺では脂質の圧縮が不十分であり.周辺磁場の均一性が低下する。 身体によるRFのエネルギー吸収が増加する。 脂肪の前飽和パルスはTR間隔の1周期を占有するため.同じTRで取得できる層数が減少する。 一定の層数を維持する必要がある場合はTRを延長する必要があり.必然的にTAが長くなって画像のコントラストが低下する可能性がある。
2.STIR法。 脂肪組織の短いT1特性から.現在一般的に使用されているのはIRまたはFIRであり.現在はFIRシーケンスが多く使用されている。 短いTI.1.5T一般的に150〜170ms。
利点:①磁場強度依存性が低く.低磁場でも良好な結果を得ることができる。 STIR法は周波数選択飽和法に比べ.磁場の均一性を必要としない。 ③大きなFOVでスキャンすることで.良好な圧電脂質の結果を得ることもできる。
デメリット:①信号抑制の選択性が低く.血腫などの特定の組織のT1値が脂肪に近い場合.その信号も抑制される。 TRが長いため.スキャン時間が長くなる。 (一般に.強調される組織のT1値が脂肪組織に近い値まで短縮され信号が抑制されることがあり.強調度の判定に影響を与えるため.強調スキャンには使用できない。
3.周波数選択的逆パルス脂肪抑制法。 実際には.上記の2つの脂肪抑制法を組み合わせたものです。 このパルスの帯域幅は狭く.中心周波数は脂肪中の陽子の入射周波数であるため.脂肪組織のみが励起され.角度は任意に調整できる。 プリパルス後.脂肪組織で縦緩和が起こり.Mzがゼロ点を通過するときに真のイメージングパルスを印加すると脂肪組織の信号が抑制される。 現在.最も広く用いられている。
4.水または脂肪を選択的に励起する技術。 通常.周波数と空間的に選択された二項パルスが使用される。 このパルスは実際には偏向角と偏向方向の異なる複数のパルスの組み合わせである。
この選択的励起法は.2Dおよび3D取得モードのSE.FSEおよびグラディエントエコーシーケンスで使用でき.高度な磁場均一性を必要とするので.均一な磁場が必要とされる。 臨床的には.選択的水励起法は選択的脂肪励起法よりも広く用いられており.眼窩.神経根.腹部.骨.関節の検査に用いられている。
5.ディクソン・テクニック。 Dixon法とは.SEやFSEシーケンスにおけるパルスシフト法.またはグラディエントエコーにおけるデュアルエコー法を用いた水-脂質分離イメージング技術で.いずれも位相の揃った(同相)水-脂質画像.または逆相(反相)水-脂質画像を得ることができる。 2種類の画像情報を加算または減算することにより.水質サブ画像や脂肪プロトン画像を得ることができる。 脂肪飽和法は周波数選択飽和法と同等ですが.90度連続4パルスで飽和させるのではなく.90度よりやや多めのパルスで脂肪を飽和させるものです。
また.Sequence Positioning画面でFat Classic.を選択すると.Fatオプションと同様の効果が得られますが.脂肪の圧縮の度合いが弱くなります。
④SPECIAL.は.90度以上の周波数選択されたパルスで3Dまたは2Dレベルを励起し.時間遅れ(装置で自動設定)でイメージングパルスを印加し.良好な脂肪圧縮効果を実現します。 主に3D Gradient-echoタイプのシーケンスに使用され.現在は2D FIESTAシーケンスにも使用可能である。