sense factorの変化による 画質への影響 -...
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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
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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。
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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…
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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
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本日の内容
• SNRと撮影時間
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基本として…
• SNRSENSE =SNRfull𝑔 𝑅
𝑔:g factor R:reduction factor
• 撮影時間は1/Rになる
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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
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SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5
SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4
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SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5
SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4
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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
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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
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SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5
SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4
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SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5
SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4
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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
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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
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SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2
SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3
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SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2
SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3
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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
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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。
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本日の内容
• Scan percentageと空間分解能
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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
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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
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各SENSE factorのInformation画面SENSE factor 1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3 SENSE factor 3.5
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各SENSE factorのInformation画面SENSE factor 1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3 SENSE factor 3.5
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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
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各SENSE factorのinformation画面SENSE factor 2 SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3
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各SENSE factorのinformation画面SENSE factor 2 SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3
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Scan percentageに影響するパラメータ
• Matrix scan
• RFOV
• SENSE factor
• TSE(TFE) factor
• Scan percentage
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例えば…
• Matrix scan 400
• RFOV 100
• SENSE factor 1
• TSE(TFE) factor 10
• Scan percentage 100
とすると…
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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。
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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。
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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。
![Page 33: SENSE factorの変化による 画質への影響 - FC2kansaigyro.web.fc2.com/lecture24/clinical3_fukushima.pdfSENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5 SENSE](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050415/5f8b3aaa2f4af507b1178b80/html5/thumbnails/33.jpg)
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。
![Page 34: SENSE factorの変化による 画質への影響 - FC2kansaigyro.web.fc2.com/lecture24/clinical3_fukushima.pdfSENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5 SENSE](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050415/5f8b3aaa2f4af507b1178b80/html5/thumbnails/34.jpg)
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
![Page 35: SENSE factorの変化による 画質への影響 - FC2kansaigyro.web.fc2.com/lecture24/clinical3_fukushima.pdfSENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5 SENSE](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050415/5f8b3aaa2f4af507b1178b80/html5/thumbnails/35.jpg)
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
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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。
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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
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T2WIのSCANパラメータ
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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。
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各SENSE factorのinformation画面SENSE factor 2 SENSE factor 2.1 SENSE factor 2.5 SENSE factor 3
![Page 41: SENSE factorの変化による 画質への影響 - FC2kansaigyro.web.fc2.com/lecture24/clinical3_fukushima.pdfSENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5 SENSE](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050415/5f8b3aaa2f4af507b1178b80/html5/thumbnails/41.jpg)
「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 ↓
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Scan percentageの影響
SENSE factor 2 SENSE factor 2.1
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Scan percentageの影響3DT1TFE SENSE factor 2 3DT1TFE SENSE factor 2.1
位相方向 位相方向
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Scan percentageの影響3DT1TFE SENSE factor 2 3DT1TFE SENSE factor 2.1
位相方向 位相方向
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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
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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。
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本日の内容
• DWIにおける歪みの変化
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SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5
SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4
![Page 55: SENSE factorの変化による 画質への影響 - FC2kansaigyro.web.fc2.com/lecture24/clinical3_fukushima.pdfSENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5 SENSE](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050415/5f8b3aaa2f4af507b1178b80/html5/thumbnails/55.jpg)
SENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5
SENSE factor 3 SENSE factor 3.5 SENSE factor 4
![Page 56: SENSE factorの変化による 画質への影響 - FC2kansaigyro.web.fc2.com/lecture24/clinical3_fukushima.pdfSENSE factor 1 SENSE factor 1.5 SENSE factor 2 SENSE factor 2.5 SENSE](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022050415/5f8b3aaa2f4af507b1178b80/html5/thumbnails/56.jpg)
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
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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
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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。
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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。
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ご清聴ありがとうございました。