SENSE factorの変化による 画質への影響 -...

SENSE factorの変化による画質への影響

近畿大学医学部堺病院

福島 弘之

SENSEとは…

複数の受信コイルを用いた高速撮影法。

リファレンススキャンで得られた感度分布マッピングを用いて間引いた位相エンコーディングステップ数で生じる折り返しアーチファクトを補償する。

SENSE factorの変化で影響するもの

• 撮影時間

• SNR

• 歪み

• 空間分解能

• SAR

ｅｔｃ…

本日の内容

• SNRと撮影時間

• Scan percentageと空間分解能

• DWIにおける歪みの変化

本日の内容

• SNRと撮影時間

基本として…

• SNRSENSE =SNRｆull𝑔 𝑅

𝑔:g factor R：reduction factor

• 撮影時間は1/Rになる

3DTOFSENSE factor1～4に変更時のSNRと撮影時間

SENSEfactor 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

SNR（％） 100 81.6 70.7 63.5 57.7 53.7 50

撮影時間 7：28 4：59 3：44 2：58 2：30 2：06 1：52

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5

SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5

SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4

TOF SNRの変化

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

SNRの変化の割合

SENSE factor

計算値

周辺部

中心部

T2WISENSE factor1～4に変更時のSNRと撮影時間

SENSEfactor 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

SNR（％） 100 85.2 72.9 63.8 63.8 54.2 51.9

撮影時間 3：08 2：04 1：31 1：20 0：59 0：59 0：48

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5

SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5

SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4

T2WI SNRの変化

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

SNRの変化の割合

SENSE factor

計算値

周辺部

中心部

FLAIRSENSE factor1～3に変更時のSNRと撮影時間

SENSEfactor 1 1.5 2 2.1 2.5 3

SNR（％） 100 83.9 72.5 85.1 71.7 59.7

撮影時間 1：52 1：20 1：04 0：48 0：48 0：48

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2

SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2

SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3

FLAIR SNRの変化

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1 1.5 2 2.5 3

SNRの変化の割合

SENSE factor

計算値

周辺部

中心部

まとめ

• SENSE factorを増加させると撮影時間は短縮できるがSNRも低下する。

• 撮影時間、SNRとも計算値よりズレが生じる場合がある。

• SNRの低下はｇ factorの影響で中心部でより大きくなる。

本日の内容

• Scan percentageと空間分解能

Scan percentageとは…

位相方向のマトリックス数を周波数方向のマトリックス数に対してパーセンテージで記したもの

T2WISENSE factor1～4に変更時のSNRと撮影時間

SENSEfactor 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

SNR（％） 100 85.2 72.9 63.8 63.8 54.2 51.9

撮影時間 3：08 2：04 1：31 1：20 0：59 0：59 0：48

各SENSE factorのInformation画面SENSE factor 1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3 SENSE factor 3.5

各SENSE factorのInformation画面SENSE factor 1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3 SENSE factor 3.5

FLAIRSENSE factor1～3に変更時のSNRと撮影時間

SENSEfactor 1 1.5 2 2.1 2.5 3

SNR（％） 100 83.9 72.5 85.1 71.7 59.7

撮影時間 1：52 1：20 1：04 0：48 0：48 0：48

各SENSE factorのinformation画面SENSE factor 2 SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3

各SENSE factorのinformation画面SENSE factor 2 SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3

Scan percentageに影響するパラメータ

• Matrix scan

• RFOV

• SENSE factor

• TSE(TFE) factor

• Scan percentage

例えば…

• Matrix scan 400

• RFOV 100

• SENSE factor 1

• TSE(TFE) factor 10

• Scan percentage 100

とすると…

例えば…

必要な位相方向のデータ数は

400 × 1 × 1 ÷ 1 ＝ 400(Matrix scan) （RFOV）(Scan percentage) (SENSE factor)

これをTSE factor 10でデータを埋めていくので

400÷10＝40

と割り切れる。

RFOV 100 → 80に変更すると

必要な位相方向のデータ数は

400 × 0.8× 1 ÷ 1 ＝ 320(Matrix scan) （RFOV）(Scan percentage) (SENSE factor)

これをTSE factor 10でデータを埋めていくので

320÷10＝32

と割り切れる。

Scan percentage 100 → 80に変更すると

必要な位相方向のデータ数は

400 × 1 × 0.8÷ 1 ＝ 320(Matrix scan) （RFOV）(Scan percentage) (SENSE factor)

これをTSE factor 10でデータを埋めていくので

320÷10＝32

と割り切れる。

TSE factor 10 → 15 に変更すると

必要な位相方向のデータ数は

400 × 1 × 1 ÷ 1 ＝ 400(Matrix scan) （RFOV）(Scan percentage) (SENSE factor)

これをTSE factor 15でデータを埋めていくので

400÷15＝26あまり10

と割り切れない。

TSE factor 10 → 15 に変更すると

このあまり10はデータ収集されないので

実際の位相方向のデータ数は

400－10＝390

これより実際のScan percentageは

390÷400×100＝97.5

実際のシーケンスに近づけると

• Matrix scan 400

• RFOV 100 → 80

• SENSE factor 1

• TSE(TFE) factor 10 → 15

• Scan percentage 100 → 80

T2WI

必要な位相方向のデータ数は

400 × 0.8 × 0.8÷ 1 ＝ 256(Matrix scan) （RFOV）(Scan percentage) (SENSE factor)

これをTSE factor 15でデータを埋めていくので

256÷15＝17あまり1

となる。

T2WI

あまり1はデータ収集されないので

実際の位相方向のデータ数は

256－1＝255

これより位相方向のMatrixを逆算していくと

255÷0.8＝319

となり、Scan percentageは

319÷400×100＝79.7

T2WIのSCANパラメータ

T2WI

必要な位相方向のデータ数は

400 × 0.8 × 0.8÷ 1 ＝ 256(Matrix scan) （RFOV）(Scan percentage) (SENSE factor)

これをTSE factor 15でデータを埋めていくので

256÷15＝17あまり1

となる。

各SENSE factorのinformation画面SENSE factor 2 SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3

「あまり」が大きくなる可能性が高くなるのは…

・Matrix scan ↓

・RFOV ↓

・SENSE factor ↑

・TSE(TFE) factor ↑

・Scan percentage ↓

Scan パラメータの比較

T2WI FLAIR

• Matrix scan 400

• RFOV 80

• Scan percentage 80

• TSE factor 15

• Matrix scan 272

• RFOV 85

• Scan percentage 80

• TSE factor 31

SENSE factorによるScan percentageの変化（T2WI）

60

65

70

75

80

85

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Scan

per

cen

tage（％）

SENSE factor

SENSE factorによるScan percentageの変化（T2WI）

60

65

70

75

80

85

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Scan

per

cen

tage（％）

SENSE factor

SENSE factorによるScan percentageの変化（FLAIR）

50

60

70

80

90

1 1.5 2 2.5 3

Scan

per

cen

tage（％）

SENSE factor

SENSE factorによるScan percentageの変化（FLAIR）

50

60

70

80

90

1 1.5 2 2.5 3

Scan

per

cen

tage（％）

SENSE factor

心臓の遅延造影時に使用している3DT1TFEの場合

SENSE factor 2 SENSE factor 2.1

• Matrix scan 224

• RFOV 90

• Scan percentage 70

• TFE factor 24

Scan percentageの影響

SENSE factor 2 SENSE factor 2.1

Scan percentageの影響3DT1TFE SENSE factor 2 3DT1TFE SENSE factor 2.1

位相方向 位相方向

Scan percentageの影響3DT1TFE SENSE factor 2 3DT1TFE SENSE factor 2.1

位相方向 位相方向

Scan percentageの影響

0

50

100

150

200

250

300

0 6 12 18 24 30 36

sense factor 2.0

sense factor 2.1

まとめ

• SENSE factorを変化させる際はInformation内のScan percentageの値に十分注意が必要。

• 特に位相方向のデータ数が少ないとき、TSE（TFE）factorが大きいときはScan percentageの低下が起こりやすい。

• Scan percentageの低下は位相方向の空間分解能の低下につながる。

本日の内容

• DWIにおける歪みの変化

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5

SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4

SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5

SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4

歪み率の測定方法

２つのピンの中心の距離を測定

歪み率（％）＝測定値－真の値

真の値×100

SENSE FACTORによる歪み率の変化

0

10

20

30

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

歪み率（％）

SENSE factor

まとめ

• SENSE factorを増加させると撮影時間は短縮できるがSNRも低下する。

• コイルから離れている領域ではgファクターが大きくなるため、SNRが大きく低下する恐れがある。

• SENSE factorを変更する際はScan percentageが著しく低下しないように注意が必要である。Scan percentageの低下は空間分解能の低下につながる。

特に小さいMatrix、大きいTSE factorのときは要注意。

• DWIにおいてSENSE factorを上げると、歪みは小さくなる。

結語

• SENSE factorは各コイル、各シーケンスでの特性を

理解し、使いこなせば非常に簡便で便利なパラメータである。

ご清聴ありがとうございました。