MRI of Hyperacute Ischemia Outline -

Susceptibility-Weighted Imaging:SWI
3D FLASH
– 高い空間分解能
– 0.8x0.7x1.6 mm
– voxel内のdephasingを
最小限
– 大きな位相分散による信号
低下を避け、位相差情報を
検出するため
1.
Rauscher A. Magn Reson Med. 2005 Jul;54(1):87-95.
SWIの理解に虚数が必要？
Nombre imaginaire
虚数 imaginary number
• 2乗してマイナスになる数
• 虚数単位：i
• 2乗して-1になる数
• i =√ -1
• オイラーの等式
• e ip + 1 = 0
虚成分 Im
横磁化
M sinf
M
f
実成分 Re
M cos f
Re: 実成分
Im: 虚成分
M: 横磁化成分の絶対値
f : 位相角
• Xy平面上の横磁化成分もベク
トルとして考えることができる。
複素平面（ガウス平面、アルガン平面）
虚数の数直線（虚数軸）
虚成分 Im
5+4i
4i
-5
M
M
f
f
5
実数の数直線（実数軸）
- 4i
横磁化
M sinf
Re: 実成分
Im: 虚成分
M: 複素数の絶対値
f : 虚数の偏角
実成分 Re
M cos f
Re: 実成分
Im: 虚成分
M: 横磁化成分の絶対値
f : 位相角
• 複素数＝複数の要素をもった数 • Xy平面上の横磁化成分もベク
トルとして考えることができる。
• ベクトル平面＝複素平面
実チャネルと虚チャネル、実成分と虚成分
虚チャネル
虚成分Im
横磁化
M sinf
M
f
実数成分(cos)→同位相
実チャネル
実成分 Re
M cos f
Re: 実成分
Im: 虚成分
f : 位相角
虚数成分(sin)→直角位相
•
•
信号強度と方向
MR信号は位相差による実成分
(real、同位相成分)と虚成分
(imaginary、直交位相成分)
からなる．実成分と虚成分は
直交配列するquadrature型コ
イルを考えると理解しやすく，
直交座標系として表現するこ
とができる．
実成分と虚成分，強度画像と位相画像
1.
虚成分Im
強度画像 magnitude image
M = √Re2 + Im2
横磁化（MR信号）
M sinf
M
f
2.
実成分 Re
M cos f
Re: 実成分
Im: 虚成分
M: 強度画像
f : 位相角
位相画像 phase image
tan f = Im / Re
f = arctan [Im / Re]
(-p/2<f<p/2)
実成分と虚成分，強度画像と位相画像
実数部分
k-space
虚成分Im
虚数部分
k-space
MR信号
FT
M sinf
M
f
実数画像
虚数画像
強度画像
magnitude
位相画像
phase
実成分 Re
M cos f
Re: 実成分
Im: 虚成分
M: 強度画像
f : 位相角
• SWIは強度画像と位相
画像を用いる
Postprocessing of SWI
撮像データからSWIまでの後処理，再
構成までのステップ
High-pass filter
 磁化率差以外の要因による背
realigned data
景の位相変化を除去
 背景に含まれる低周波数成分
の位相の乱れを取り除く。
2. “Phase” mask
 位相差を強調するために、信号
2.Phase mask image
を落としたい位相の部分が０に
Phase image
なるようなマスク画像を作成
3.multiplication
 位相画像上で位相が進んでいる
(あるいは遅れている部分)を０、
位相差のない部分は１にしたよ
4.mIP
うな画像
1.High-pass filter
Magnitude
image
1.
1.
SWI
Rauscher A．Magn Reson Med. 2005 Jul;54(1):87-95.
位相マスク画像の掛け合わせ
位相画像
-p < f < 0
⇒
⇒
マスク
0 < f masked < 1
SWI
r = r magnitude＊[ fmasked ]n
 位相差 - p/2 と - p/4
 位相マスク画像を4回掛け合わせるとすると
 r = r magnitude＊[ fmasked ]4
f1 = - p/2
f1 masked = 0.50
r = r1 magnitude＊0.0625
f2 = - p/4
f2 masked = 0.25
r = r2 magnitude＊0.0039
2:1
16:1
 SWIでは複数回掛け合わせ(n)により、磁化率変化による位相差を強調
 T2*WIに比較して１０倍以上の鋭敏さがある．
SWIは磁化率に鋭敏
撮像voxelの1/4程度の大
きさまで磁化率効果が描出
される
– 0.50mmのvoxelでは
0.25mm径の静脈が描
出できる
 大きさを過大評価
 Partial volume effect
静脈
静脈
T2WI
SWI
Postprocessing of SWI
撮像データからSWIまでの後処理，再
構成までのステップ
“Phase” mask
multiplication
realigned data
 位相マスク画像を強度画像
(magnitude image)に複数
回掛け合わせる
(multiplication)ことで、画像
のCNRを向上させる
2.Phase mask image 4. Minimum intensity
Phase image
projection; mIP
3.multiplication
 静脈を評価する場合には、あ
る程度のスライス厚情報をもっ
て画像化すると有用なため，最
小値投影法mIPによる再構成
4.mIP
画像を作成
Magnitude
1.High-pass filter
image
1.
3.
SWI
Rauscher A． Magn Reson Med. 2005 Jul;54(1):87-95.

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