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メディカルレビュー Cardiology Special Issue
Cardiology Special Issue
岡本 和也
パラレルイメージング対応 8チャネル トルソQDアレイの開発

岡本 和也1・町田 好男1・市之瀬 伸保1・内薗 真一1・野崎 晴司1・安原 康毅1・中林 和人1・臼井 嘉行2
1 (株) 東芝 医用システム社 医用機器・システム開発センター MRI・検体装置開発部
2 (株) 東芝 医用システム社 MRI・検体装置部

●ABSTRACT

Kazuya Okamoto,1 Yoshio Machida,1 Nobuyasu Ichinose,1 Shinichi Uchizono,1 Seiji Nozaki,1 Yasutake Yasuhara,1 Kazuto Nakabayashi,1 Yoshiyuki Usui2
1 MRI & Clinical Laboratory Systems Development Department, Medical Systems Research & Development Center, Medical Systems Company, Toshiba Corporation, Tochigi, Japan
2 MRI & Clinical Laboratory Systems Department, Medical Systems Company, Toshiba Corporation, Tochigi, Japan


Development of a Torso Array Coil Incorporating Eight QD-Surface Coils for Parallel Imaging

Array coil technology plays an important role in parallel imaging. The following features are required: (1) a high SNR that compensates for the degradation in SNR due to the reduction in encodings (shortened acquisition time) and (2) flexibility in the encoding directions for various imaging planes. We have developed a torso array coil incorporating eight QD-surface coils (QD Torso SPEEDER) that satisfies the above requirements. Two coils are aligned in each of the X, Y, and Z directions in this array coil. Using this coil, phantom and volunteer images were obtained. In phantom experiments, parallel images of R=2 were judged to be of good quality, and even coronal images of R=3 showed promise. Parallel images of volunteers also showed good image quality up to R=2, and coronal images of the abdomen and cardiac images were also judged to be acceptable up to R=3. This torso array coil incorporating eight QD-surface coils has been found to provide excellent performance in parallel imaging and is suitable for advanced (fast or high-resolution) torso and cardiac imaging.



 ●はじめに

 パラレルイメージング(Parallel Imaging,当社呼称: SPEEDER)は,複数のRFコイルを使用することによって撮像時間の大幅な短縮を可能とする高速撮像技術であり1-6),現在MRの分野で最も注目される技術の一つとなっている。この手法は,(1) コイル数(R個,R: 高速化率)の逆数分(1/R)だけ撮像時間を短縮する高速撮像以外に,(2) 撮像時間を短縮する代わりに分解能を向上させる高分解能撮像,(3) マルチエコー系のシーケンス(EPI,FASEなど)へ適用してボケや歪を低減する,といった撮像へも適用できる。もちろん,MRIの特長であるコントラスト分解能をそのまま生かせるという利点がベースにあるのは言うまでもない。実際の臨床適用については,上記の利点を生かし,心臓撮像全般・腹部の息止めスキャンや造影MRA・頭部のDWIやMRAなどへの応用が試みられており7),今後さらに新しい臨床アプリケーションへ広がっていくことが期待されている。

 一方,パラレルイメージングについてはその利点ばかりが強調されている感があるが,以下に述べる欠点について十分な認識が必要である。ひとつは,SNR低下である。パラレルイメージングを行った場合のSNRは以下のように表される。




 SNRfullはもともとの画像SNRを示し,1/√Rは撮像時間の短縮によるSNR低下,1/g(g: gファクター)は各コイルの感度分布の非独立性に起因するSNR低下分である6)。つまり,パラレルイメージングで撮像時間を短縮した場合には,短縮した分必ずSNRは低下し,さらにgファクターによるSNR低下が重畳されるのである。2つ目は,パラレルイメージング適用の際には,短縮したいエンコードの方向にコイルが配列されている必要があるという点である。

 パラレルイメージングでは,少ないデータから画像を再構成するデータ処理やパルスシーケンスの開発がもちろん重要であるが,上記のようにSNRやコイル配置に関する課題を解決する新しいアレイコイルの開発が不可欠である。本稿では,他社に先駆けて開発したパラレルイメージング対応8チャネル トルソQDアレイ(QD トルソ SPEEDER)について,その設計上の考え方から特徴,実際のファントムおよびボランティア画像について紹介したい。



References
1) Carlson JW. An algorithm for NMR imaging reconstruction based on multiple RF receiver coils. JMR 1987;74:376-380.

2) Kelton JR, Magin RL, Wright SM. An algorithm for rapid image acquisition using multiple receiver coils. In: Proceedings of the SMRM, 8th Annual Meeting, Amsterdam 1989;(p)1172.

3) Carlson JW, Minemura T Imaging time reduction through multiple receiver coil data acquisition and image reconstruction. Magn Reson Med 1993;29:681-688.

4) Ra JB, Rim CY. Fast imaging using subencoding data sets from multiple detectors. Magn Reson Med 1993;30:142-145.

5) Sodickson D, Manning WJ. Simultaneous acquisition of spatial harmonics (SMASH): Fast imaging with radiofrequency coil arrays. Magn Reson Med 1997; 38: 591-603.

6) K P Pruessmann, M Weiger, M B Scheidegger, P Boesiger. SENSE: Sensitivity encoding for fast MRI. Magn Reson Med 1999;42:952-962.

7) 町田好男・濱村良紀・M.A. ゴンザレス バレスター 他:MRIパラレルイメージング: SPEEDERの開発. メディカルレビュー83, Vol.25(4):52-58, 2001.

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