かんたん説明!MRIの原理について

MRIでは原理に磁場を用いており被曝のない検査です。

詳細な画像を得るために、複雑な原理を利用しており、撮影時間がCTと比べると長くなってしまいます。

最近の医療現場では、かかせない検査装置です。

MRIとCTの比較

MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁気共鳴画像)はCT画像を比較すると、MRIは放射線被ばくがないのはもちろん、形態情報のみならず、より多くの情報を得られることが優位点です。

また、任意の断面を撮像できることも特長です。

ただし撮影時間が20分以上かかることが通常であり、長くなると1時間ほどかかる検査もあります。

検査時間で比べるとCTよりも長く、細かな画像を得るためには、さらに撮影時間をかける必要があります。

MRIのしくみと撮像原理

均一な磁場空間を形成する磁石の中に入り、微弱な電磁波を人体に当てるとエコー信号が人体から発せられます。

MRIではこのエコー信号を受信することで画像化を行います。

磁場が乱れると画像も乱れる

均一な磁場を形成するために、超電導磁石または永久磁石が用いられますが、超電導磁石の方で磁場が強くなります。

強い磁場を用いた装置では短い時間でエコー信号を多く得ることができます。

しかし、磁場による影響を受けやすく、例えば、手術で体内に入ったMRI対応の人工金属などでは磁場の乱れを引き落としやすく、画像をひずませてしまいます。

永久磁石では、磁場が弱いので、磁場の乱れによる影響は少なくなるものの、短時間できれいな画像を得ることは難しくなります。一方で、装置の筒状の部分(患者さんが検査中に入るトンネル部分)が開けた構造となっていることも多く、閉所が苦手な患者さんには助かる装置となっています。

コンピュータは傾斜磁場の印加や照射タイミングの制御なども行います。

MRIは磁気共鳴画像(NMR現象)を利用しています。

これは、磁場内に置かれた人体の水素原子が、特定の高周波磁場に共鳴現象を生じ、エネルギーの吸収と放出を起こすものです。

ここで重要な点は磁場強度と共鳴周波数が比例することです。

この周波数は1T(テスラ)の磁場強度で約42MHzとなります。

したがって、場所により磁場をコントロールすれば、位置情報をMR信号の周波数に反映することができます。

MRI画像の特長

MRI画像は多彩な画像コントラストが得られることも特長です。

MRI信号に特有なエコー信号の緩和時間であるT1値、T2値というものがあります。

組織やその状態により異なり、T1値、T2値などが異なります。

その違いによりコントラストの異なる画像を撮像することができます。

T1、T2といったコントラストを変化させることで、撮影している物質が何なのか(水成分なのか脂肪成分なのかなど)を示唆することができます。

この豊富な情報がMRIの有用性を高めています。

さらにMRIでは血管内を流れる血液にフォーカスして撮像することで、造影剤を使わなくとも血管画像(MRA:MRアンギオグラフィー)を得ることもできます。

これは頭部の動脈瘤を見つけるための人間ドックでも使われている技術で、さまざまな部位で活躍する撮影方法です。

検査の仕組みや、疾患などを解説