MRI について知りたいことはすべてここにあります!徹底分析！

健康診断のために病院に行くと、医師から MRI 検査を受けるように言われることがあります。 MRI 検査室のドアの前には、非常に目立つ警告があります。「金属物の持ち込みは禁止です。」病院によっては、まずロッカールームで着替え、金属類をすべて外すことを要求するところもあります。一部の病院では、空港の保安設備と同様の金属探知機をMRI検査室に設置し、金属物が完全に除去されているかどうかをチェックしている。最終的に検査のために検査ベッドに横になると、医師は通常、私たちに「ラック」のようなものを置き、円筒形の空洞の「検査室」に送られます。検査の騒音は比較的大きく、検査時間も比較的長いため、少し憂鬱な気分になるかもしれません。

ここで疑問に思うかもしれませんが、MRI 検査ではなぜ金属検査がそれほど厳しいのでしょうか?私の体の「フレーム」は何のためにあるのですか? 1.5T MRI と 3.0T MRI の違いは何ですか? MRI には放射線がないというのは本当ですか? XX病はMRIで治療しなければいけないのにCTではだめなのでしょうか？

まだ多くの疑問が残っていますが、今回は MRI とは何かについてお話ししましょう。

1. MRIとは

MRI は Magnetic Resonance Imaging の略称です。中国語名は磁気共鳴画像法で、「核磁気共鳴検査」とも呼ばれます。 MRI は核磁気共鳴の原理を利用して画像化を行います。組織や臓器の形態構造だけでなく、特定の臓器の機能状態や生化学情報も表示できます。 MRIは電離放射線を使わない安全な画像検査です。核医学検査との混同を避けるため、従来の「核磁気共鳴画像法」から「磁気共鳴画像法」に名称が変更されました。

2. MRI撮影原理

MRI は核磁気共鳴の原理を利用して画像化を行うので、まずは「核磁気共鳴」とは何かを理解しましょう。

人体の70パーセント以上は水でできています。水分子には酸素原子 1 個と水素原子 2 個が含まれています。各水素原子の核は陽子（正電荷を帯びている）です。帯電した陽子は常に回転しており、それぞれの陽子が小さな磁針であるのと同じように弱い磁場を生成します。このような回転する陽子によって生じる磁場を「小さな核磁石」と呼びます。

通常、人体における「小さな核磁石」の配置はランダムです。しかし、人体が強い外部磁場の中に置かれると、人体内のすべての「小さな核磁石」は磁場の方向に整列する傾向があります。

このとき、人体に向けて一定の周波数の高周波パルスが放射され、体内の「小さな核磁場」が共鳴によりエネルギーを吸収し、配置を変化させます。外部の無線周波数パルスが消えると、変化した「小さな核磁場」は元の位置に戻り、エネルギーを放出します。つまり、電磁信号を発します。このプロセスは核磁気共鳴と呼ばれます。 MR 装置はこのとき核磁気共鳴によって放出される電磁信号を受信し、コンピューターで計算した後、最終結果として MR 画像を生成します。

読めない？簡単に言えば、人体には水素陽子スピンによって生成された「小さな核磁石」が多数存在します。本来は無秩序に並べられているものです。強い磁場内に置かれると、その位置は「比較的固定」されます。このとき、継続的にエネルギーを与えると、エネルギーを吸収して位置が変わります。エネルギー供給が停止されると、再び固定位置に戻り、エネルギーを放出します。この時に放出されるエネルギー信号を装置が受信し、コンピューターで計算して磁気共鳴画像を得ます。

まだ分かりませんか？もう一つの鮮明な例えを使ってみましょう。核磁気共鳴は強力な外部磁場を利用して、人体をぴんと張った弦を持つ楽器に変えます。外部無線周波数信号は、楽器を演奏するために使用される一対の目に見えない手のようなものです。指で弦を弾くと（弦を変形させるエネルギーが加わる）、弦が振動して音が鳴ります（弦が元の形に戻り、エネルギーが放出されます）。演奏によって生み出される「音楽」は、人体の内部構造を分析するために使用できます。

3. MRI装置の構成

磁気共鳴画像診断装置は以下で構成されています。

1. 主磁石：外部磁場を提供し、永久磁石型と電磁石に分かれており、電磁石はさらに超伝導型と常伝導型に分かれています。

2. 勾配システム：主な機能は、磁気共鳴イメージングのための 3 次元空間位置決めを提供することです。一般的には、X、Y、Z の 3 つの傾斜コイルで構成されます。

3. 無線周波数システム：検出部位で磁気共鳴を刺激し、磁気共鳴信号を収集します。無線周波数コイル、無線周波数発生器、受信機で構成されています。私たちの体の「フレーム」は、無線周波数コイルです。

4. 分光計システム：磁気共鳴装置の中央制御システムであり、シーケンスの各リンクの生成と制御、および操作の調整を担当します。信号の取得、データ処理、画像の再構成は主に分光計システムによって行われます。

5. コンピュータおよび補助設備等：主制御コンピュータ、画像表示装置、検査ベッドおよび無線周波数シールド、磁気シールド、UPS電源、冷却システムなどを含みます。その機能は、検査の開始からMR画像の取得までのプロセスが整然と正確に実行されるようにすることです。

ここではメインの磁石に焦点を当てます。よく耳にするMRは1.5Tと3.0Tですが、1.5Tと3.0Tは主磁石の磁場強度を指し、どちらも超伝導タイプです。一般的に、メイン磁石の磁場強度が高いほど、スキャン時間と画像品質は向上します。

多くの人は「T」という単位についての概念を持っていないかもしれません。ちなみに、3.0Tの磁場の強さは地球の磁場の約60,000倍です！ MRI 検査室では、小さなコインが「弾丸」のように飛んできて、「ポン」という音とともに人に当たり、怪我をする可能性があります。車椅子の場合、衝撃力は自動車事故現場に匹敵します。ペースメーカーなどの絶対禁忌は言うまでもありません。文献報告によると、MRI 室に金属物を持ち込むことで、世界中で毎年 10 人以上が死亡しているそうです。したがって、MRI検査を受ける際には必ず医師に協力し、禁止されている物品を持ち込まないようにしてください。

4. MRIの特徴

CTと比較したMRIの利点:

1. 電離放射線はありません。

X 線の波長は約 10-10 乗 m であるため、X 線には人体に有害な放射線が含まれているとよく言われます。波長は非常に短く、エネルギーは非常に大きいです。人体と相互作用して電離放射線を発生させ、エネルギーがさらに高くなった場合には DNA 構造を直接破壊する可能性があります。

MR で使用される無線周波数電磁波は、波長が非常に長く、私たちの生活の中で使用されている電波に近い強度を持っています。このような無線周波数の電磁波は人体に対して電離放射線を引き起こしません。

2. 軟部組織の解像度が優れています。

MRI は画像化に水素陽子、つまり水を使用します。したがって、水分含有量の多い軟部組織は MR に最適な画像化対象です。逆に、骨や石灰化などの水分のほとんどない組織は、MR 画像診断では CT ほど優れていません。

たとえば、以下の 3 つの画像では、MR による脳組織の表示は実際の脳組織の解剖に近いのですが、頭蓋骨は黒く見え、ほとんど表示できません。 CT は脳組織の識別においては MR よりはるかに劣りますが、頭蓋骨は表示できます。

3. 多方向イメージング。

CT は断層撮影画像であることはご存じのとおりです。 CTの原画像は人体の横断面画像です。他の平面は、後処理技術によって再構築され、表示することができます。 MRI は、あらゆる角度、あらゆる平面で直接スキャンして画像化できます。

4. マルチパラメータイメージング。

MR フィルムやレポートを確認する際には、T2WI、T2WI、STIR、DWI、MRA などのパラメータを確認することが多く、これらを総称して「スキャンシーケンス」と呼びます。異なるスキャンシーケンスを使用することで、T1、T2、PD などの異なる焦点を持つ磁気共鳴画像を取得し、緩和率を通じて組織の構造や病理学的変化を表示できます。水分と脂肪の抑制による病理学的変化を強調するSTIR、FLAIRなど。水分子の活動レベルを反映するDWI。動脈や静脈を表示するMRA、MRVなど代謝産物などを表示するMRS。

CTと比較したMRIの欠点:

1. スキャン時間が長い。

MR スキャンには長い時間がかかり、プロセス全体を通してスキャン領域を移動することはできません。乳幼児など長時間姿勢を保つことができない方には、必要に応じて鎮静剤を使用する場合もあります。

2. 骨や石灰化組織の表示効果はCTほど良くありません。

骨構造および石灰化成分中の水素陽子含有量は非常に低く、通常 MRI では低信号として現れます。表示される詳細度は CT ほど良くありませんが、骨髄病変の表示効果は CT よりも悪いです。

3. 絶対的禁忌と相対的禁忌が比較的多い。

MRI検査中は、酸素ボンベ、車椅子、ベッドなどの外部の金属機器、および被験者の腕時計、携帯電話、磁気カード、金属アクセサリー、入れ歯などの強磁性体を検査室に持ち込むことはできません。金属インプラントや閉所恐怖症のある人も注意が必要で、事前に検査担当の医師や看護師とコミュニケーションを取る必要があります。ペースメーカーを装着している方はMRI検査を受けることは固く禁じられています（詳細は検査上の注意事項を参照）。

5. MRIの臨床応用

1. 神経疾患：MRI は現在、神経疾患に対する最も効果的な画像診断法です。脳梗塞、脳出血、脳腫瘍、炎症、先天異常、外傷などを早期に発見できます。

2. 心血管系疾患：動脈硬化、血管閉塞、心臓病、心筋症、心膜腫瘍、心膜液貯留、壁内血栓症、動脈解離などの診断に使用できます。

3. 胸部病変：縦隔の腫瘍、リンパ節、胸膜病変の診断に使用できます。

4. 腹部病変：肝臓がん、肝血管腫、腎臓がん、膵臓がん、副腎がんなどの腹部臓器および後腹膜病変の診断に使用できます。

5. 骨盤病変：子宮筋腫、子宮内膜癌、子宮頸癌、卵巣腫瘍、骨盤腫瘤の質と位置の特定、および直腸、前立腺、膀胱の腫瘍の診断に使用できます。

6. 骨および関節の病変：骨の感染性病変、骨腫瘍、外傷の診断に高い診断価値があります。関節軟骨、靭帯、半月板、滑膜、滑液包、骨髄病変の異常に対する診断価値が高い。

7. 全身性軟部組織病変：腫瘍、感染症、神経、血管、リンパ管、筋肉、結合組織の変性病変のいずれに由来するものであっても、正確な位置決めと質的診断が可能です。

6. MRI検査の注意事項

MRI 検査は磁場が強く、画像化方法も特殊であるため、検査に時間がかかり、禁忌があり、被験者の全面的な協力が必要です。

1. ペースメーカー、補聴器、強磁性血管クリップ、義眼、義肢、その他の金属インプラントが体内に埋め込まれていないことを確認します。

2. 弾丸、釘、金属片などの金属物による外傷の履歴がないことを確認します。