(1) MRIのハードウェア

MRIのハードウェア
MRI装置
磁場の強さによる分類
1.0T、1.5T
高磁場装置
0.5T
中磁場装置
0.15T、0.2T、0.3T
低磁場装置
＊磁場の単位T=１テスラ=10000ガウス
＊地磁気の強さ 0.4～0.6ガウス
一般に、磁場が強いほど、より良い画像が、より短時間
に撮像できるが、装置の購入価格も高くなる。（1～４億
円）また、磁気、電波を使用するため、外部から、および
外部への影響を防ぐ為に、検査室内は、磁気・電波
シールド材を使用している。（数十トンの重さ）
MRIとは
名称
MRI(Magnetic Resonance
Imaging)
磁気共鳴画像
NMR(Nuclear Magnetic
Resonance)
核磁気共鳴
MRA(MR Angiography)
磁気共鳴血管(流)画像
MRS(MR Spectroscopy)
磁気共鳴スペクトロス
コピー
原理
・体内には無数の水素原子核（＝プロトンproton）があり、個々
のプロトンは小さな磁石と同じである。
・強い静磁場の中にプロトンをおくと、一斉に縦方向に整列する。
・一定の周波数の電波を照射すると、プロトンが横向きに倒れ
る。（＝共鳴現象）
・外部の電波を切ると、電波を出しながらプロトンが戻ってくる。
（＝緩和現象）
緩和の速度は、組織により、また病変により異なる。
・この電波を分析すると、緩和の速度を知ることができ、これを
画像の白黒に反映させて診断する。
磁石の種類による分類
電
磁
石
超伝導磁石
(高.中磁場）
液体ヘリウムが必要である。
常伝導磁石
常時大電流を流す必要がある。
永久磁石
温度による磁場変動が大きく常時
温度を一定に保つ必要がある。
MRIに必要な３要素
静磁場
回転するプロトン
に歳差運動をさ
せる
ωφ = γBφ
傾斜磁場
（x,y,z）
位置情報をencode
するため
電磁場
(電波、RF)
信号を生成するため
永久磁石
0.3T以下の磁場強度で用いられる
長所
・値段が安い
・ラン二ングコストも低い
・漏洩磁場が少ない
短所
・磁場強度が弱い（＜0.3 T）
・非常に重い
・移動式にならない
長所：
・値段が安い
・コイルの保守が容易
・軽い
・停止することが可能（使用中以外は、
電力を節約するため運転を停止する）
複数の電線のループから
なる非常に大きな電磁石で
ある。0.2T以下の磁場強
度でもっともよく用いられる。
短所
・電力消費が大きい
・水冷が必要
・漏洩磁場が大きい
長所：
・値段が安い
・コイルの保守が容易
・漏洩磁場が少ない
・停止することが可能
短所：
・電力消費が大きい
鉄心の磁石は重い永久・水冷」が必要
磁石と、軽い空心の電磁
石との中間のものである。・磁場強度が不安定になる可能
性あり
超伝導磁石
高磁場のシステムはすべて、
超伝導の磁石を使っている。
長所：
・高磁場
・均一性が高い
・電力消費が少ない
・S/N比が高い
・撮像時間が短い
短所：
・値段が高い
・冷媒（ヘリウム）が高い
・モーションアーチファクト
・騒音
傾斜磁場コイルの役割
z位相の差の発生
z周波数の差の発生
画像情報の位置（３次元空間）決め
スライス位置(z)、スライス上の特定位置(x,y)
ボリューム（体積）コイルの代表的形状
サーフェイスコイル
（表面コイル）
Phased-Array Coil
信号検出感度を広い領域
にわたってカバー
単一の表面コイルではカバー
できない領域を複数のサーフェ
イスコイルを併置する。
クアドラチャRFコイル
互いに直交する２組のコイルを同時に用いる。それぞれ
のコイルで受信（信号検出）の後、一方の信号の位相を
90°ずらして、もう１つの信号に加算する。したがって、
信号のSNRは√２倍上昇する。
MRI使用上の注意
z心臓ペースメーカ装着者、脳動脈瘤クリップの
ように強磁性体でできた体内異物がある人は使
用できない。
z金属製品（ヘアークリップ、はさみ、ナイフ等）
はMRI室に持ち込まない。
z磁気カードは消磁してしまうのでMRI室に持ち
込まない。
z変化磁場の胎芽への影響は不明な点が多い
ので、妊娠初期にはMRI検査は受けない。
MRIの長所
・無侵襲、無障害の検査である。（現在迄の報告では）
・組織コントラストが強い。（X線CTに比較して著明に）
・骨の影響がない。（CTの様なアーティファクトはない）
・多方向からの撮影が可能。
（Axial.Coronal.Sagittal.Obliq)
・造影剤を使用せずに血管像を描出。（MRA）
・撮影パラメーターを変えることにより、同位置における異
種の情報が得られる。
MRIの短所
・撮影時間が長い。（一回平均４分前後×数回
施行）
・動きに弱い。
・検査中の音が大きい。（60～80ホーン）
・ガントリー（装置内部）が狭い。
・装置価格が高い。
・外部ノイズなどが画像に影響を与える。（磁場
の均一性）
問題
超伝導MRI装置の特徴で誤っている
のはどれか。
1. 電力消費が少ない。
2. 漏洩磁場が小さい。
3. 高磁場に適している。
4. *クエンチングの危険がある。
5. 冷却用ヘリウムが必要である。
*クエンチング: 常伝導転移
問題
MRI装置について正しい組合せはどれか。
1. 超伝導磁石方式 --- 定電流制御
2. 常電導磁石方式 --- 冷却水設備
3. 永久磁石方式 --- 消費電力大
4. シムコイル --- スライス選択
5. 傾斜磁場コイル --- 磁場均一度調整

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