2018 Fiscal Year Research-status Report
Developments of rapid scans and new contrasts in ultra-low field MRI
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17K20104
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
笈田 武範 京都大学, 工学研究科, 助教 (70447910)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 超低磁場MRI / SSFP法 / SWIFT法 / 磁束密度計測 / スピンロック撮像法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，超低磁場MRI（ULF-MRI）を生体応用する場合に課題となるMRI計測時間の延長を抑制した高速撮像法の実現，および新たな画像コントラストの創出として3次元磁束密度計測シーケンスの開発を行っている．
本年度は，上記の課題に対して，MRI計測において一般的に用いられる勾配エコー法（GRE）に加えsteady state free precession（SSFP）およびsweep imaging with Fourier transformation（SWIFT）法に関する検討を行った．しかしながら，SSFPでは静磁場の均一性が高い場合には高速化の効果が認められたが，均一性が不十分な場合にはGREと変わらないあるいは悪化した結果となった．一方，SWIFT法は，励起と信号収集を短い時間に繰り返す手法であるが，こちらは送受信スイッチングに伴うノイズが，高速な撮像の妨げになることが確認されていたため，干渉抑制型フラックストランスフォーマを用いることにより送受信スイッチング速度向上を実現し，その有効性を公表した．
また，新しいコントラストである磁束密度計測シーケンスの一例として，スピンロックパルスを用いた振動磁場計測法に関する検討を行った．スピンロック撮像法は，生成した横磁化の低周波数領域での2次共鳴を利用して振動磁場を計測するが，磁化の運動を表すブロッホ方程式の解析解を求めることにより計測対象時場に応じて2つのモードがあることが確認された．磁束密度計測においては，このモードの変化が重要になると考えられるため，その有用性を国際誌において公表した．このシーケンスを超低磁場において応用することで3次元の磁束密度計測が可能になるよう新たなシーケンスの検討を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度には，予定していたEPIを含むマルチエコーシーケンスの実現，対象外磁場抑制の必要性について検討を行った．マルチエコーシーケンスに関しては，当初予定していたEPIについて検討する過程で，SSFPが超低磁場においてより効果的であることが予想されたため，SSFPについて検討を進めた．また，全く異なる信号収集方法により高速化できないか検討するためSWIFT法に関しても検討を行い，その中で干渉抑制型フラックストランスフォーマと光ポンピング原子磁気センサを用いた超低磁場MRI計測の実装を行い，その有効性も確認・公表した．一方，スピンロック撮像法のブロッホ方程式の解析から超低磁場MRIにおける対象外磁場抑制の必要性に関しても検討を行った．その結果，計測対象となる磁束密度の周波数によっては，対象外磁場抑制が必要であると考えられた．そのため，対象外磁場抑制としてアクティブ磁気シールドの導入について検討を始めた．令和元年度は，上記の検討を踏まえて3次元磁束密度計測シーケンスの実現可能性について検討を進める．
以上より，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度は，予定していた通り3次元磁束密度計測シーケンスの実現可能性についての検討に着手する．平成29年度，平成30年度に構築したパルスシーケンスコントローラおよびそれに合わせて設計されたブロッホ方程式の数値解析ソルバを使用して，3次元磁束密度計測シーケンスの実現可能性に関するシミュレーションおよび実測を行う．
実測に際しては，計測対象外の磁場による計測誤差の発生が予想されるため，補償コイルやPID制御などを応用したアクティブ磁気シールドによる磁場抑制の実装により，誤差の抑制を促進する．
また，本課題において検討するヒトの脳磁や心磁を対象とした計測などへの応用を促進するため，これまでに検討してきた高速撮像法を応用する．
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Research Products
(19 results)
