不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転 MR撮像者に必要な知識 -MR - 1 群馬県立健康科学大学小倉明夫第158回磁気共鳴懇話会・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  保守管理  安全性  基礎物理  解剖  撮像技術  読影  応用技術  アーチファクト  性能評価 2 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転第7条 MR専門技術者の役割は次のとおりである。  （1）MR装置の精度管理ならびに被検者および立入り者の安全管理ができること。  （2）解剖学的，臨床医学的基礎知識を有すること。  （3）装置性能を最高度に発揮させ、目的を達成するための技術を有すること。  （4）地域活性化のために教育・指導ができること。 3 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  核磁気共鳴現象を示す核種を選択して下さい.(正解3つ)  １．2H  ２．12C  ３．23Na  ４．31P  ５．40Ca 4 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転なぜ、プロトンか？ 陽子と中性子の数が両方とも偶数の原子核は電荷を持たず、磁気モーメントを生じない。 生体内の磁気モーメントを生じる荷電粒子- H＋ , 31P, 13C, 23Na, 19F ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転相対感度はγの３乗に比例対象各種自然存在比共鳴周波数（１T) （％）（MHz) 1H 99.98 42.58 2H 0.015 6.53 13C 1.11 10.71 19F 100 40.05 23Na 100 11.26 31P 100 17.23 39K 93.1 1.99 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転次のうち正しい文章を選択しなさい１，反磁性体物質は軌道に不対電子をもっており，外部磁場Ｂoに置かれた場合，外部磁場Ｂoに対して弱い磁場が誘導される．２，反磁性体物質は軌道に不対電子をもっておらず，外部磁場Ｂo に置かれた場合，外部磁場Ｂｏに対して弱い磁場が誘導される．３，常磁性体物質は軌道に不対電子をもっておらず，外部磁場にさらされると磁化し，外部磁場が消失すると，常磁性体の磁化も消失する． 4 ，常磁性体物質は軌道に不対電子をもっており，外部磁場にさらされると磁化し，外部磁場が消失すると常磁性体の磁化も消失する．５，強磁性体が外部磁場にさらされると強く引きつけられ，外部磁場が消失しても磁化したままである． 7 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  磁性体とは磁界内で磁化にされる物質の総称で、地上の全ての物質が磁性体である。  磁化される程度が物質によって大きく異なる。  鉄のように強力な磁性を示すものが強磁性体。アルミニウムやガドリニウムにように弱い磁性を示すものが常磁性体。金や銅のように磁場を妨げるような方向に磁化されるのが反磁性体。 8 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  軌道に不対電子を持たない。  外部磁場におかれた場合、外部磁場と反対向きの弱い磁場が誘導される。 9 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転 Fe2+,Gd3+などで、不対電子を持つ。 外部磁場にさらされると磁化され、外部磁場が消失するとただちに磁化は消失する。 10 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  鉄、ニッケル、コバルトなど強く磁場に引き付けられる。  磁場が無くなっても、強い磁性が残る。 11 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転基本条件：TR＝3000ms, TE＝90ms, 加算回数＝2回, マトリクス＝256×256, スライス数＝10枚, スライス厚＝10mm, FOV = 300mm, BW=130Hz/pixel ,撮像シーケンスはSpin Echo法を使用する．この条件で撮像した時のSNRについて，次の記述で正しいものを選択して下さい. (正解2つ) 1. 加算回数を３回に変更したときのSNRは1.225倍になる． 2. BWを65Hz / pixelに変更したときのSNRは√2倍になる 3. スライス厚を5mmに変更したときのSNRは1/√2倍になる 4. スライス数を5枚に変更したときのSNRは基本条件の1／2 になる． 5. FOVを150mmに変更したとき，スライス厚を5mmにするのと同じSNRになる． 12 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  加算回数は√2倍  バンド幅は、データサンプリング時間の逆数。したがって、バンド幅が1/2になると、データー数が倍になる。⇒SNRは√2倍  ボクセルの大きさ、数とSNRは比例。  ボクセルが2倍になると、SNRも2倍になる。  FOVやピクセル数は１辺だけで表示されるが、実際は縦×横で関連するので、2倍になると２乗の４倍となる。 13 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  Boltzmann分布則によって求まる偏極率について正しい説明を選択して下さい.  (正解3つ)  １．プロトン密度に比例する．  ２．磁気回転比に比例する．  ３．1Hは静磁場強度1.5Tで0.5*10-5 である．  ４．静磁場強度に反比例する．  ５．絶対温度に反比例する． 14 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  ボルツマン分布（ボルツマン分布英語:Boltzmann distribution）は気体分子がとり得るエネルギー準位による分布の様子を表現した理論式である。気体分子の速度に関する分布関数であるマクスウェル=ボルツマン分布をより一般化したものに相当する。  量子論では粒子はフェルミ粒子とボーズ粒子とに大別でき、その１粒子状態の占有数の分布はそれぞれフェルミ分布、ボーズ分布と呼ばれる。ボルツマン分布は、この二種類の粒子の違いが現れないような条件におけるフェルミ分布とボーズ分布の近似形(古典近似)である。古典的粒子もボルツマン分布に従う。  核磁気共鳴および電子スピン共鳴などにおいても、磁場の中で分裂した2つの準位の占有率はボルツマン分布に従う。 15 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転 Nα/Nβ = exp (γℏB0 / ｋT) γ ：磁気回転比 ℏ ：プランクの定数ｈ／(２π） B0 ：静磁場強度ｋ：ボルツマン定数 T : 絶対温度 Nα/Nβは、1.5Tで1.000005。すなわち、高凖位βが100万個なら、低低凖は100万5個となる。 16 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  脂肪抑制法について,正しい文章を選択して下さい.(正解２つ)  １．CHESS法は周波数差を利用する方法である．  ２．1.5Tでの脂肪の中心周波数は水よりも224Hz高い．  ３．選択的脂肪抑制法は，静磁場強度が高い方が有利である．  ４．局所磁場変動に最も影響されないのは，水選択励起法である  ５．STIR法は，IRパルスを用いる方法で，脂肪のみを抑制することができる． 17 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  脂肪抑制法の臨床画像利用について正しいものを選択してください．(正解2つ)  １．水と脂肪の共鳴周波数差は15.3 ppmである．  ２．周波数選択的脂肪抑制法によって，メチル基（ CH3）の信号は抑制される．  ３．周波数選択的脂肪抑制法によって，メチレン基（ CH2）の信号は抑制される．  ４．周波数選択的脂肪抑制法によって，不飽和脂肪酸（CH＝CH）の信号は抑制される．  ５．脂肪選択反転パルスに断熱パルスを使用することによりSARを小さくすることができる． 18 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転次の条件下でのケミカルシフトアーチファクトの大きさを求めよ  静磁場強度 1.5T 装置の SE 法において， sampling bandwidthが±8kHz(16kHz)，周波数エンコード方向の matrix数512として求めよ．  １，約２ピクセル  ２，約３ピクセル  ３，約５ピクセル  ４，約７ピクセル  ５，約１０ピクセル 19 不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転 20 不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転 電子による遮蔽と脱遮蔽効果から起こる、NMR吸収周波数の差 21 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  化学シフトの大きさは、外部磁場の強さに比例する。  そのため、測定されたシフトを印加した RF周波数で除した値で示す。  単位はppm（１００万分の１）  （回転数/秒） /ラーモア周波数 22 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  3.5ppm  1.5Tー64MHｚ  63.9MHｚｘ3.5x10-6 ＝224Hz  １秒間に224回回転差がある。 23 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  Chemical shift selectiveの略  水と脂肪の共鳴周波数は3.5ppm異なる。  これを利用して、3.5ppmずれた周波数のRFを照射して、脂肪に信号だけを飽和させたのち、普通の撮像シーケンスを走らせる。不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転周波数選択的励起パルス 224Hz 3.5ppm 水 64000000Hz 脂肪 63999776Hz ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  2項パルス  １−１  １−２−１  １−３−３−１  １−４−６−４−１  １ー５ー１０−１０−５−１  パスカル三角の多項式・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  励起パルスを、多項式の角度に分割して励起し、水だけを励起する。  例えば、1-1ならば45°倒し、1/（2∆ｆ）の逆位相になる時間後に後の45°を倒す。そうすると、水だけが90°倒れる。  1-3−3−1ならば、90/8=11.2°で、11.2 – 33.6 – 33.6 – 11.2°に分割して照射する。・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  異なるTEでin-phaseとopposed phaseの画像を2つ撮像する。  In-phaseは水画像＋脂肪画像  opposed phaseは水画像ー脂肪画像  2つの画像を加算すると、水画像＋脂肪画像＋水画像ー脂肪画像＝２水画像  2つの画像を差分すると、水画像＋脂肪画像ー（水画像ー脂肪画像）＝２脂肪画像不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転縦磁化 M0 脂肪筋肉 -M0 null point TI 29 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  最も多数含まれるのは、メチレン基（-CH2-）であるが。  メチル基、オレフィン基も存在する。  それぞれの共鳴周波数は異なる。 水 H2O 0 ppm  オレフィン基  メチル基 =CH- 0.6ppm C-CH3 -3.3, -4.1ppm CH2 -3.5ppm  メチレン基 30 不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転水 3.5ppm オレフィン基メチレン基メチル基 31 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  １ピクセルあたりの周波数帯域とピクセルの大きさに依存する。  １ピクセルあたり112Hzなら２ピクセルずれる。１ピクセル１ｍｍなら２ｍｍずれる。  バンド幅はピクセル単位での表示とFOV単位の表示があるので、注意！ 32 不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転 33 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  １０００ｍ秒/２２４＝４．４６ｍ秒  ４．４６ｍ秒毎に重なる  ２．２ｍ秒毎に位相が揃ったりずれたりする。  In phase, out of phase(opposed phase) 34 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  前立腺MR検査について正しい文章を選択して下さい.(正解2つ)  １．前立腺がんのMRSは乳酸とコリン（Choline）で評価する．  ２．前立腺がんは一般的にT2強調画像で高信号を呈する．  ３．前立腺がんはADC マップでの見かけ上の拡散係数は低値となる．  ４．前立腺がんは拡散強調画像でT2-Shine throughの影響を受け難い．  ５．前立腺がんは拡散強調画像で高信号に描出する場合，b値は小さく設定する． 35 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  EPIを用いた拡散強調像において動脈瘤クリップによる画像歪を改善するパラメータで正しいものを選択して下さい.(正解2つ)  １．加算回数を増やす．  ２．TRを大きく設定する．  ３．TEを大きく設定する．  ４．長方形FOVを用いる（位相方向のFOVを小さくする）  ５．parallel Imaging factorを可能なだけ大きく設定する． 36 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  EPIはデータ収集において、位相分散が累積していくため、位相方向の画像が歪む。  EPIでケミカルシフトが位相方向に出現するのも、これが原因。  位相分散は横緩和・ケミカルシフトを除けば、磁場の不均一による共鳴周波数のずれが原因であり、静磁場の不均一性、傾斜磁場による渦電流、対内外での磁化率の違いが大きな原因となる。  位相分散量は、位相方向の1ピクセルあたりのバンド幅と関連する。  したがって、parallel imagingや長方形FOVが効果的。 37 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  次の記述について,正しい文章を選択して下さい. (正解 2つ)  １．FOV一定の場合，リードアウト傾斜磁場強度が強いほうがSNRは高い．  ２．同じ形状のRFの場合，印加時間を短縮すると励起周波数帯域は広がる．  ３．スピンエコー法の180度パルスは横磁化成分のみを反転させる．  ４．グラディエントエコー法の信号強度はピクセルサイズに影響を受ける．  ５．スティミュレーテッドエコーを得るには４つの RFが必要である． 38 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  受信バンド幅について、正しい文章を解答して下さい.  (正解2つ)  １．サンプリン時間に反比例する．  ２．大きくなると，化学シフトが大きくなる．  ３．大きくなると，リンギングアーチファクトが大きくなる．  ４．大きくなると，SNRは上昇する．  ５．大きくなると，磁化率アーチファクトが小さくなる． 39 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可図は慢性硬膜下血腫のT2強調画像である．血腫が脳脊髄液(水)よりも高信号となる理由を選択して下さい. (正解1つ) 転不１．表皮効果２．Inflow効果３．表面コイルによる影響４．MTC効果５．TRによる縦磁化の影響 40 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転１．表皮効果表皮効果 (surface effect) 高周波電流が導体を流れるとき、電流密度が導体の表面で高く、表面から離れると低くなる現象のことである。周波数が高くなるほど電流が表面へ集中するので、導体の交流抵抗は高くなる。表面効果 (surface effect) 不規則な石灰化巣や軟骨などの隙間に、水分子が捕捉されて、縦緩和時間が短縮される現象。大脳基底核の石灰化部が」T1で高信号になったり、半月板の割れ目がT1WIで高信号になったりする。 41 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  膵臓病変について正しい文章を選択して下さい.(正解3 つ)  １．膵癌は膵実質に比べてT1強調像で高信号を示す．  ２．膵癌の診断に脂肪抑制を併用したT1強調像が役に立つ．  ３．Solid and cystic tumorは被膜がT２強調像で高信号を示す．  ４．粘液性嚢胞腺腫はT1強調像で嚢胞液が高信号を示すことがある．  ５．Solid and cystic tumorは嚢胞内の出血がT1強調像で高信号を示す．  42 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転拡散強調像に関して正しい文章を選択してください.(正解3つ) １．「b値」の大きさとMPG印加の時間間隔は関係する．２．ADCの単位はmm2/secで，「b値」の単位はsec/mm2である．３．拡散係数「D」は、温度「T」と粘性係数「η(イータ)」に比例する．４．受信バンド幅に関係なく実効TEを短縮すると画像歪みは低減する．５．FOVを変えない場合，位相エンコード数によって画像歪みに変化はない． 43 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転 DWI の信号強度(S-T法） 90 180 MPG MPG δ Δ b ＝ γ2・G2 ・δ２・(Δ-δ/3) γ（ガンマ）＝磁気回転比 G ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転 Stokes-Einsteinの式 D = kT / 6πηr K:ボルツマン定数ｒ：拡散粒子の半径 45 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  卵巣腫瘍のMRIについて正しい記述を選択して下さい.(正解2つ)  1. 卵巣癌の充実性部分はT2強調像で高信号を示す．  2. 漿液性嚢胞腺腫は拡散強調像（b=1000）で低信号を示す．  3. 成熟嚢胞性奇形腫は脂肪を含むのでT1強調像で高信号を示す．  4. 内膜症性嚢胞は高蛋白含有の液体を含むのでT1強調像で高信号を示す．  5. 粘液性嚢胞腺腫は粘調度によりT2強調像で低∼高信号の多様な信号形態を示す． 46 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  SAR（比吸収率）値について, 正しい文章を選択してください.（正解２つ）  １．静磁場強度に比例する．  ２．被検体の半径に比例する．  ３．高周波磁場強度の二乗に比例する．  ４．被検体組織の電気伝導率に反比例する．  ５．高周波パルスのデューティサイクルに比例する．  47 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  画質性能の維持に関係するものを選択してください.（正解３つ）  １．冷却装置の水量  ２．静磁場の均一性  ３．中心周波数の変動  ４．検査室の電磁シールド性能  ５．マグネットの液体ヘリウムレベル 48 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転下図に対し正しいものを選択してください.（正解２つ） 1. 棘上筋２．肩甲下筋３．僧帽筋４．棘下筋 5．小胸筋 49 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  次の記述について正しい文章を選択してください.（正解３つ）  １．下垂体微小腺腫は正常組織よりも少し早く造影される．  ２．正常脳下垂体は脳血流関門がないのでダイナミック造影では後期に造影される．  ３．脳内には血液脳関門が存在するので，通常は髄膜，脈絡叢，脳室周囲器官以外は造影されない．  ４．頭部造影MRI検査において，骨転移を判読するために少なくとも横断像には脂肪抑制を負荷する必要がある．  ５．聴神経腫瘍と髄膜腫の鑑別が困難な場合は，ダイナミックMRIが有用で髄膜腫の場合は急速に造影信号が高まり，徐々に低下する． 50 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  画像均一性の測定法について,正しい文章を選択してください.（正解３つ）  １．NEMAではファントム温度を，22±4℃としている．  ２．NEMAではスパンと中央値から不均一度と均一度を算出する．  ３．IECの測定方法は，平均絶対偏差から算出するためノイズの影響を受けにくい．  ４．NEMAではグレイスケールマップは，平均値からの信号差によって9段階に割り振る．  ５．NEMAではグレイスケールマップは雑音の影響を少なくするため，Gaussianフィルターを加える． 51 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  化学シフトアーチファクトについて, 正しい文章を解答して下さい.（正解２つ）  １. EPIでは，位相エンコード方向によく見られる．  ２. 化学シフトはスライス選択方向には見られない．  ３. 受信バンド幅を大きくすると化学シフトも大きくなる．  ４. 3Tでは化学シフトが7ppm となるため，1.5Tよりずれが大きくなる．  ５. 32KHzの受信バンド幅で256ピクセルの場合，3.0T の化学シフトは3.6Hzである 52 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可不転  SSFPでのbanding artifactの軽減について，正しい文章を選択してください.（正解２つ）  １．TEをTR/3に設定する．  ２．TRを長くTEを短く設定する．  ３. オーバサンプリングを用いる．  ４. Phase cyclingによる除去法は有効だが体動に弱い．  ５. Phase offsetが2Πの場合，off-resonance frequency は1/TR(Hz)となる． 53 不・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転下のT2強調画像において，大脳脚の位置を選択してください． 54 ・転可載載・不転可載・不不転可可載・不転可載・・不転転可載・不転可載載・不不転可載・不転可転不下図の矢印のアーチファクトについて、正しい文章を解答して下さい. １. エリアシングエラーに起因するものである．２. 生データフィルタを加えることで軽減できる．３. 他条件は同じでFOVを小さくすると軽減できる．４. 原理的に、位相エンコード方向のみに、発生する．５. 受信バンド幅を増加させることによって、抑制できる． 55