MRI原理教室⑨【TOF angiography】

みなさん、こんにちは！

今回の記事ではMRA(TOF angiography)をご紹介します。

臨床では必須のMRA、意外と理解しがたい領域だと思いますが頑張りましょう！！

それではスタートです

MRAとは

MRAは造影剤を使用せずに血管情報が得られる手法であり、様々な方法があるが今回扱うのはTOFを使用したMRAです。

MRAでは血管の信号を最大にするのと同時に周囲組織の信号はできるだけ抑制することにより高い血管のコントラストを得る必要があります。得られた画像をMIPにする事で以下の画像が得られます。脳梗塞や動脈瘤の検出などに使用されます。

TOFを利用したMRAは、Gradient echo法のinflow効果を利用した非造影MRA撮像法となります。

飛行時間(time of flight)効果

MRIでは流速により信号が変化する現象を飛行時間効果(TOF effect)と言います。

TOF法では、短いTRのgradient echoを繰り返し収集します。同じ断面を繰り返し撮影するので、撮像面内の静止組織と、常に流入する血液では信号に違いが出てきます。

撮像面内の静止組織の信号は？

撮像面内の静止組織では短いTRが繰り返されることにより、縦磁化が完全に回復しないうちに、次のRFパルスを受けるために徐々に低信号となります。(飽和効果)

撮像面内に流入してくる血液の信号は？

通常では短いTRが繰り返されると、縦磁化は完全に回復しないうちに次のRFパルスを照射されるが、血液は撮像面外から撮像面内に流入してくるので、励起されていない（飽和されていない）血液と入れ替わるため、高信号が保たれます。

このように、流入してくることにより信号が静止状態よりも上昇することを流入効果(inflow effect)といいます。

流速とinflow効果

そしてinflow効果は流速・TR・スライス厚によっても変化をしていきます。

※GRE法では励起パルスのあとに傾斜磁場を再収束パルスの代わりとして撮像をするので、高速度信号損失はありません。

下流における流入効果の減弱

今までの説明は2Dを過程とした説明でした。現在の主流は3Dです。

3DでS/Nが高くなるのは、励起ごとにスラブ全体から信号を取得するからです。

ですが、スラブの下流の部分で流入効果が弱くなり血管内腔の描出が低下します。

この下流における流入効果の減弱の対策として、MOTSAと可変フリップ角法があります。

MOTSA(multiple overlapping thin slab acquisition)

撮像したスラブ(A+B)の両端の部分を捨てて、中央の部分のみで画像を構成(C)する方法です。

スラブの両端は血流方向によっては下流となるため血管描出不良になる可能性が高いからです。

可変フリップ角法(variable flip angle technique)

TONEあるいはramped RFとも呼ばれています。

通常の3D撮像ではスラブ全体に一様なフリップ角の励起パルスが照射されます。

これに対して可変フリップ角法では上流側から下流方向にFAが大きくなるようにRFを調節します。

可変フリップ角法が対策となる理由

血管外組織(静止状態)はFAが大きいほど飽和効果が大きく信号が低下します。

しかし、流入してきた血液はFAが大きいほど強い信号を出します。

上流側ではFAが小さいので、血管外組織の信号の低下は少なく、流入してきた血液の信号も少し低下します。

つまり、血管内外のコントラストは低下しますが、血液の飽和効果も少ないので下流でより強い信号を出す余力を残しています。

下流ではFAが大きいので、血管外組織の信号低下が大きく、流入してきた血液も余力を残して相対的に大きな信号を出すので血管内外のコントラストが維持されます。

全体で見ると可変フリップ角法によって、上流と下流のコントラストが平均化されます。また下流の細い末梢動脈の描出がよくなります。

まとめ

それではまとめにいきましょう！

以上参考になれば幸いです。

それではまた!!