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原

島 根 県 中 病 医 誌 44
1 5頁 〜 1 9頁

著

圧縮センシングを用いた高速スピンエコー法
3D 頸動脈プラーク撮像の基礎的検討
山本哲也

山下猛小川邦夫

要：頸動脈プラーク撮像において圧縮センシング技術を用いた Compressed SENSE（CS）と概dS-SENSE（dStream Sensitivity）の画質を比較した．筋肉，脂質，出血を模擬したファントムをdSSENSEとCS factorにより，高速 SE-3D-T1WI 脂肪抑制で撮像した．なお，CSを用いた条件では，CSfactor 及び denoise 強度を可変させた．脂質／筋肉と出血／筋肉の組織コントラストは factor，denoise強度を変化させても差はなかった．健常ボランティアの血管内腔／胸鎖乳突筋のコントラストはdsSENSE factor1.2とCS factor1.2noに差はなったが，CS factor が小さく，denoise 強度が強い方がコント
ラストは向上し，Blackblood に描出された．CS は dS-SENSEと比べ，factorとdenoise 強度の変化で組織コントラストを維持したまま，Blackblood 効果が向上した．
索引用語：圧縮センシング，頚動脈プラーク

Study of 3D imaging of fast spin echo method using compressed sensing
for carotid artery plaqueTetsuya YAMAMOTO

Takeshi YAMASHITA

and Kunio OGAWA

Key words：Compressed sensing, Carotid artery plaque緒

撮像時間が長く，嚥下によるモーションの影響が危惧言されるため撮像時間の短縮が求められる．

圧縮センシングを用いたMRI 高速撮像は2006 年に1）

本研究では 3D 頸動脈プラーク撮像において圧縮セ提案され ，2016 年頃から商用臨床機に搭載された比ンシング技術を用いた Compressed SENSE（CS）と従較的新しい技術である．今まで高速撮像の主流であっ来のパラレルイメージ法であるdS-SENSE の画質を比た位相方向のデータを間引くパラレルイメージング法

較し，特性を検討した．と同様に収集データを間引くことにより，撮像時間を短縮する．
頸動脈プラーク検査はT1-weighted image（T1WI）
2）

圧縮センシング法について（図１）k-space 上で間引かれた元画像（mu）を逆フーリエ脂肪抑制にて，プラークの性質評価ができる ． 血変換（F-1）する．得られた画像（Pn-1）をスパース変管内の血液信号を抑制し， 広範囲が診断可能となる換（Ψ）し，denoise 処理を経由し，スパース逆変換（Ψ

3-dimensional（3D）撮像が有用である．しかし，3D 撮-1）する．得られた画像（Pn）をPn-1と比べ，間引か像は 2-dimensional （2D）と比べ，高分解能であるためれた情報を mu にアップデートする．この工程を繰り

島根県立中央病院

Department of Radiological Technology, Shimane
Prefectural Central Hospital

放射線技術科島根県立中央病院医学雑誌

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図１

第44巻（令和元年）

Compressed SENSE overview

返し行い，より良い画像を再構成していく．

高速スピンエコー 3D-T1WI 脂肪抑制（表２）を用い

denoise 処理においては， ノイズを除去する閾値をてdS-SENSE factor1.2，CS factor1.2,2,3,4,5,6 と可変し，決定し，ノイズを除去することができる．ユーザーサ

CS においてはdenoise 処理強度をno, weak, medium,3）
4）

イドでノイズ除去強度が変更可能である

方．

strong に変化させ，ファントムを撮像した．得られた画像より， 脂質／筋肉と出血／筋肉の組織コントラ法

ストを測定した．SI lipid は脂質の ROI 平均信号， SI使用装置は Philips 社製 Ingenia1.5T（R5.4）， 受信コ

muscle は筋肉の ROI 平均信号として，脂質／筋肉のコ

イルは dS-HeadNeckCoil，解析ソフトは Image Jを使用ントラストは次式にて算出した．

した．Gd 造影剤（ガドテル酸メグルミン）とagarose

Contrast ＝（SI lipid - SI muscle）

を用いて筋肉，脂質，出血を模擬した自作ファントムを作成した
⑴

5）6）

（表１）．

｛
/（SI lipid + SI muscle）/2 ｝…式１
出血／筋肉のコントラストについても同様に算出しファントムコントラスト

た．

MR 画 像 の 信 号 値 は Computed Tomography で 言 う⑵

Blackblood 効果

CT 値（空気 -1,010 〜- 990 HU， 水０HU， 筋肉 35 〜

頸動脈内腔にあるプラークの評価は，血液信号が無50 HU）のようにほぼ一定ではなく，撮像条件や撮像い状況（Blackblood）が好ましいため，この検討項目環境が大きく作用し，異なる．よって，頸動脈プラーを取り入れた．

ク評価は胸鎖乳突筋などを基準に正規化するため，この検討項目を取り入れた．

エコー 3D-T1WI 脂肪抑制の冠状断で撮像した（表２）．
表１Muscle
LipidBleeding

Gd-DTPA（％）
0.01％
0.1％
0.05％

表２TRTE
Flip angle
Refocusing control angle

同意を得た健常ボランティアの頸動脈を高速スピン

Figure of phantom structure
agarose（％）
3％
1％
2％

T1 value
1230ms
337ms
578ms

T2value
70ms
100ms
81ms

Parameters of 3D-T1WI Fat suppression
400ms
9.4ms
90deg
40deg

Fat suppresion
TSE factor
Voxel size
Flow compensation

SPIR
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1mm*1mm*1.5mm
Sensitized圧縮センシングを用いた高速スピンエコー法3D 頸動脈プラーク撮像の基礎的検討
dS-SENSE factor1.2 とCS factor1.2,3 （denoise 処理強度

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肉，中央下が脂質，右上が出血の模擬組織である．

をno, weak, medium, strong）とした．血管内腔（分岐，脂質／筋肉と出血／筋肉の組織コントラストの結果近位，遠位）／胸鎖乳突筋のコントラストを式１と同を図３に示す．ds-SENSE1.2とCS1.2no は同等となっ様に求め，Blackblood 描出を検討した．

た．また，factor の変化，denoise 強度が違っても大き⑶な差はなかった．

視覚評価

健常ボランティア画像の診断の可否について５段⑵

Blackblood 効果

階（score5：高画質で診断可能であり，信号値に十分健常ボランティアにおいてdS-SENSE 1.2，CS1.2,3な余力がある，score4：診断可能であり，余力がある，とdenoise 処理強度を変化させた，血管内腔分岐／胸鎖score3：診断可能である，score2：診断不可ではないが，乳突筋のコントラストを図４に示す．健常ボランティ

再撮像が望ましい，score1：画像診断不可であり，再アの Blackblood 効果はds-SENSE factor1.2とCS1.2noに撮像が必要である）で視覚評価を行った．評価者は７差はなかったが，CS3noは低下した．denoise 処理強度名（放射線科医２名，診療放射線技師５名），検定はが強いほど向上した．遠位と近位も同様の傾向となっフリードマン検定とシェッフェ検定を用い，危険率はた．

５％とした．

⑶

結⑴

視覚評価
ボランティア画像を図５に示す．視覚評価の結果を

果

図６に示す．視覚評価は ds-SENSE 1.2とCS1.2 に比べ，ファントムコントラスト

CS3 が劣った．また，CS1.2strong は CS3 の各々と有意

ds-SENSE1.2，CS factor1.2,3,6とdenoise 処理強度を差があった．

変化させたファントム画像を図２に示す． 左上が筋

図２

図３

Phantom images of T1WI Fat suppression

Contrast of bleeding / muscle and lipid / muscle

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島根県立中央病院医学雑誌

第44巻（令和元年）

図４ Contrast of intravascular lumen /sternocleidomastoid

図５

dS-SENSE1.2

CS1.2strong

CS1.2noCS3strong

T1WI of carotid artery

図６

Visual evaluation圧縮センシングを用いた高速スピンエコー法3D 頸動脈プラーク撮像の基礎的検討

考察

模擬組織の信号比（＝信号値／ノイズ）は CS factor

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倫理委員会承認
許可委員会名：島根県立中央病院

臨床研究・治験審を上げると低下し， denoise 処理強度を変化させると査委員会

no, weak, medium, strong 順で上昇した．組織のコント

研究許可年月日：平成 30 年 11 月５日

ラストに変化がなかったのは，各々の組織信号が同じ

許可番号：中臨

比率で変化したためである．

研究演題名： 圧縮センシングを用いた高速スピンエ

CS factorを上げるということは収集データを間引

R18-065

コー法 3D 撮像による頸動脈プラークの評価について

く 割 合 が 大 き く な る と い う こ と で あ る．ds-SENSE

参考文献

factor1.2とCS1.2no は間引き割合が同等であるため差がなかったが，CS3no では間引く割合が大きくなり，

１）Lustig M, Donoho Dl, Pauly JM: Sparse MRI: The

CSを用いても信号値が復元できず， 信号比として低application of compressed sensing for rapid MR下したと考える．また，denoise 処理強度を上げるこimaging. Magn Reson Med 2007; 58: 1182-1195とでノイズレベル値にある血管内腔の淡い信号が除去

２）渡邊裕司：頸動脈プラーク診断 . 日獨医報 2008；

され，Blackblood 効果が上がったと考える．

結論

dS-SENSEと比べ，CS は factorとdenoise 処理強度を変化させても組織コントラストに差はなかった．

第 53 巻

第２号：203-217

３）寺田康彦 , 中尾愛 , 中込真優：圧縮センシング

MRIの基礎 JJMRM 2018; 38: 61-75
４）玉田大輝：圧縮センシングのMRIへの実装 JJMRM
2018; 38: 76-86

CS において適切な factorとdenoise 処理強度の組み合

５）浦田哲弥 , 山本英孝 , 生田尚明 , 打越将人：頸動脈わせにより，Blackblood 効果を向上させた画質を得る

プラークMRIにおける3D-TSE（SPACE 法）の有ことができた．

用性 . 日放技学誌 2012; 68: 8117-879
６）中孝文 , 高橋光幸 , 秦博文：T1 強調画像を用いた頸動脈プラーク評価：撮像装置・条件が与える信号強度比への影響 . 日本磁気共鳴医学会雑誌
2014; 34: 86-91