エコープラナー法

エコープラナー法（EPI）について

エコープラナー法（Echo Planar Imaging、EPI）は、現代の医療画像診断において重要な役割を果たす超高速核磁気共鳴画像法（MRI）です。この技術は、迅速に高品質の画像データを取得できるため、さまざまな臨床用途で広く利用されています。特に、神経生理学や病理学の研究において効果的です。

基本原理

EPIでは、90°のパルスを最初に使用した後、x-y平面内での磁化の変化が観察されます。この磁化は横緩和と呼ばれる過程で減衰しますが、減衰が発生する前に位相エンコードのステップを使って連続的なグラジエントエコーを生成します。この技術により、画像再構成に必須なデータを効率良く収集することが可能です。

EPIには、データ収集を連続して行う「連続位相エンコード方式」と、各データの収集間に行う「フリップ方式」が存在します。これにより、より正確でクリアな画像を得ることができます。

信号収集の方法

EPIによる信号収集に関しては、主に二つの方法があります。一つはFID信号を使用する方法（FID-EPI、GRE-EPI）で、90°パルスの後に得られるエコー信号を収集します。もう一つはスピンエコーを利用した方法で、90°後に180°のパルスを加えスピンエコー信号を取得します。どちらの場合においても、信号の持続時間はT2*とされ、画像データはこの期間中に収集される必要があります。このため、高速の傾斜磁場を生成できる強力な磁場システムが求められます。

シングルショットとマルチショット

エコープラナー法には、シングルショット（ワンショット）EPIとマルチショットEPIという二つのアプローチがあります。シングルショットでは、一度の励起パルスで画像を構成しますが、マルチショットでは、複数のRFパルスを用いてエコートレインのデータを組み合わせ、より高い空間分解能を実現します。具体的には、1回の90°パルス後に複数回の180°パルスを使用し、それによって生成されるマルチエコー信号を収集します。この手法を「ハイブリッドEPI」と呼び、シングルショットのGRASE法（TGSE法）などの一環として活用されます。

EPIの応用

エコープラナー法は、3次元スキャンの超高速化のみならず、分子の動きを凍結させることによって拡散を測定する「拡散強調画像」の生成など、多岐にわたる応用が可能です。この特性により、EPIは特に脳や筋肉の活動を詳しく観察できるため、神経科学の分野では不可欠なツールとなっています。

参考文献

• - Franz Schmitt, Michael K. Stehling, Robert Turner (1998). Echo-Planar Imaging: Theory, Technique and Application. Springer Berlin Heidelberg. ISBN 9783540631941
• - 巨瀬勝美『NMRイメージング』共立出版、2004年5月15日。ISBN 9784320043626。
• - 巨瀬勝美『コンパクトMRI』共立出版、2004年11月15日。ISBN 9784320043749。

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