15分でわかる（？）MRI

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1 15 分 で 分 かる(?)MRI 古 典 力 学 的 説 明 1 MRI 原 理 へのいざない Part 1 1 個 のプロトンから15 分 単 位 で 理 解 できる(?) 基 本 的 な 信 号 強 度 Part 1 プロトン 密 度 T1 T2と 信 号 強 度 学 部 学 生 は 最 低 でもPart 1を 理 解 すること ( 講 義 はPart 1 から Part 3までを 使 用 します) 1: 古 典 力 学 的 説 明 : 量 子 が(どのように) 回 転 しているかとかいった 本 質 以 外 の 問 題 を 避 けるためにも 本 来 は 量 子 力 学 的 に 扱 うべきものですが 古 典 力 学 的 にひとつの スピンのみを 考 えても おおよその 信 号 強 度 を 把 握 することは 可 能 です 誘 惑 に 負 けて 量 子 力 学 的 に 考 えたい 人 のために 下 記 を 用 意 しました 補 遺 :ひとつのスピンについての 禁 断 の 量 子 力 学 的 表 現 Part 1だけで 信 号 強 度 のおおよそ70% 程 度 は 理 解 可 能 2009/10/30 初 版 2015/12/17 第 10.4 版

2 Part 1~4へのリンク Part 1:プロトン 密 度 T1 T2と 信 号 強 度 ( 学 部 学 生 必 須 ) 補 遺 任 意 断 面 の 撮 影 その1 --- 位 置 情 報 なければ0 次 元 ( 点 ) Part 2: 信 号 の 取 り 出 し 方 について ( 学 部 学 生 研 修 医 用 ) 補 遺 :TE 時 間 後 の 信 号 の 取 得 方 法 (SE GRE UTE etc.) 補 遺 : 各 種 撮 影 法 について 補 遺 任 意 断 面 の 撮 影 その2 --- 平 面 内 での 位 置 情 報 Part 3: 巨 視 的 磁 化 ベクトルでの 説 明 ( 教 科 書 的 記 述 研 修 医 大 学 院 生 用 ) 補 遺 :T1 緩 和 とT2 緩 和 の 背 景 --- 理 論 式 と 生 体 系 との 整 合 性 補 遺 :NMR/MRIの 核 種 について Part 4: 流 れ を 見 る ( 大 学 院 生 用 )

3 Part 1. 最 初 の15 分 プロトン 密 度 T1 T2と 信 号 強 度 倒 しても 倒 しても 起 きあがってくるスピン 立 ち 直 りが 早 いか 遅 いか 多 いか 少 ないか それが 問 題 だ

4 MRIとは? 所 定 の 磁 場 内 におかれた 単 位 体 積 あたり に 含 まれるプロトン( 水 素 原 子 核 )の 密 度 (PD)と その 状 態 ( 縦 緩 和 :T1 横 緩 和 :T2 流 れ:v)を 繰 り 返 し 時 間 (TR) エコー 時 間 (TE) 等 の 値 を 調 整 して 画 像 化 する とりあえず T1とT2とプロトン 密 度 について 理 解 する 以 降 なるべく 緑 はプロトン 関 連 青 はT1 関 連 赤 はT2 関 連 として 描 記 しています

5 生 体 のプロトンとは? 生 体 の60~70%は 水 で 20~30%は 脂 質 それらに 水 素 原 子 は 多 く 含 まれている 水 素 原 子 の 原 子 核 を 陽 子 (プロトン)という 水 素 原 子 水 素 原 子 核 陽 子 プロトンについて 臨 床 でのMRIでプロトンといっ たときには 水 素 原 子 核 と 同 義 ですが 全 ての 原 子 は 原 子 核 陽 子 (プロトン) 中 性 子 (ニュートロン) 軌 道 電 子 (エレクトロン) にて 構 成 されており プロトンは 全 ての 原 子 核 に 含 まれている ので 注 意!! NMR/MRIで 観 測 可 能 な 核 種 に ついては Part.3の 補 遺 を 参 照 してください 水 脂 質 プロトン H 2 O C n H 2n + 電 子 -

6 プロトン 密 度 少 ない 多 い 硬 組 織 空 気 密 な 軟 組 織 湿 潤 な 軟 組 織 脳 組 脊 血 織 髄 液 間 液 液 脂 肪 髄 内 臓 脂 肪 皮 下 脂 肪 どこに 分 布? 脂 肪 はプロトンを 多 く 含 む また プロトンを 多 く 含 む 水 分 は 体 液 軟 組 織 に 広 く 分 布 している MRIはプロトンからの 信 号 を 画 像 化 するため 組 織 の 含 水 量 や 組 織 内 の 脂 肪 の 量 は MRI 信 号 の 基 本 となる プロトン 密 度 以 上 の 信 号 を 得 ることは できない プロトン

7 取 り 出 せ る 信 号 の 大 きさ ( 最 大 ) プロトン 密 度 少 ない 画 像 化 するのは プロトンの 密 度 と 状 態 硬 組 織 空 気 密 な 軟 組 織 湿 潤 な 軟 組 織 脳 組 脊 血 織 髄 液 間 液 液 水 H 2 O + - 多 い 脂 肪 髄 内 臓 脂 肪 皮 下 脂 肪 脂 質 C n H 2n プロトン

8 プロトンの 状 態 の 画 像 化 特 定 のボクセル 内 にパルス 状 の 電 磁 波 でエネル ギーを 与 え( 共 鳴 ) 電 磁 波 の 照 射 を 停 止 してから のエネルギーの 放 出 状 態 ( 緩 和 状 態 )を 主 として 画 像 化 する 電 磁 波 =エネルギー E = hν = hω/(2π) = hc/λ h:プランク 定 数 ν: 周 波 数 振 動 数 ω: 電 磁 波 の 角 周 波 数 c: 光 速 ( 電 磁 波 の 伝 播 速 度 ) 真 空 中 の 光 速 : 秒 速 30 万 キロメートル λ: 電 磁 波 の 波 長 電 場 MRI (0.3T ~3T)で 使 用 する 電 磁 波 は FMラジオで 使 用 する 帯 域 程 度 で 2~20メートル 程 度 の 波 長 をもつ 電 磁 波 詳 しくは 生 体 理 工 学 II での 放 射 線 物 理 にて 配 布 した 資 料 ないし 下 記 ( 光 子 )エネルギーとしての 電 磁 波 を 参 照 してください 磁 場 進 行 方 向

9 強 力 な 磁 石 (0.2T~3.0T) 内 に 人 体 が 入 ると 水 素 原 子 核 ( 陽 子 プロトン)が 電 磁 波 にて 外 部 と 通 信 する? プロトンさん 電 磁 波 (エネ ルギー)を 送 りますので 画 像 を 送 り 返 して 下 さい 大 きな 磁 石 の 極 B 0 + こちらプロトン 電 磁 波 ( 画 像 の 元 ) を 送 ります プロトン 陽 子 +の 電 荷 を 持 つ 大 きな 磁 石 の 極 はイメージしやすくするための 便 宜 的 なものです 本 質 的 には 電 磁 石 内 部 の 磁 束 の 方 向 がB 0 方 向 になるような 電 磁 石 です 大 きな 磁 石 の 極

10 プロトン( 陽 子 すなわち +の 粒 子 )は どうすれば 電 磁 波 を 送 受 信 できるのか??? キーワード 磁 石 電 荷 (+) 電 磁 波 大 きな 磁 石 の 極 B 0 電 磁 誘 導 + プロトン 陽 子 +の 電 荷 を 持 つ 電 荷 (+や-)が 動 くと 電 流 になる 電 流 の 周 囲 には 磁 場 が 発 生 する 周 期 的 に 変 化 するような 電 流 と 磁 場 があれ ば 電 磁 波 と 同 じになる 大 きな 磁 石 の 極

11 まず プロトン(+の 粒 子 )が その 場 で 小 さな 磁 石 になる 磁 化 ベクトル ( 磁 気 双 極 子 ) 右 ネジの 法 則 スピン 円 電 流 による 磁 場 形 成 ( 電 磁 誘 導 )と 同 じ プロトンは 3つのクォーク(uud)で 構 成 さ れており 2つのアップクォーク(u)が+2/3 1つのダウンクォーク(d)が-1/3の 電 荷 を 帯 びている すなわち 電 荷 の 分 布 が 偏 っ ていると 考 える 偏 った 電 荷 を 有 するプロトンが 回 転 ( 自 転 ) しているとすれば 電 流 が 流 れることに 相 当 し 自 転 軸 の 方 向 に 磁 場 ( 磁 化 ベクトル) が 発 生 すると 考 える 自 転 に 相 当 する 量 子 力 学 的 な 角 運 動 量 を スピン と 呼 ぶ 本 当 に 回 っている( 自 転 している)とすると 表 面 の 速 度 が 光 速 を 超 えてしまうとのことであり 正 確 には 量 子 力 学 的 に 考 える 必 要 があります これ 以 降 は 回 転 速 度 を 無 視 し 古 典 物 理 学 的 なレベルで 扱 います どうしても 詳 しく 知 りたい 方 は 参 照 願 います

12 補 遺 : 電 磁 誘 導 について MRI 見 学 時 の 説 明 にて 多 くの 学 生 がこのレベルで 引 っかかっているようなので 追 加 しました 電 磁 石 で 遊 んだ 記 憶 を 呼 び 覚 まして 欲 しい 電 磁 誘 導 : 電 流 の 変 化 ( 電 場 の 変 化 )によって 磁 場 が 磁 場 の 変 化 によっ て 電 場 が 変 化 する 現 象 電 流 の 周 りには 円 形 に 磁 場 が 発 生 する 磁 場 の 方 向 は 右 ネジの 法 則 で 説 明 される 円 電 流 の 場 合 にも 微 小 区 間 ごとに 多 くの 円 形 の 磁 場 ができるが 合 成 されて 中 央 に 右 ネジの 法 則 で 説 明 可 能 な 磁 場 が 合 成 される B B + + 右 ネジ

13 次 に 強 い 磁 場 内 部 で 磁 石 の 軸 周 りに 自 転 していると 考 えるなら もう 一 つの 回 転 : 歳 差 運 動 が 生 じる B 0 ラーモアの 歳 差 運 動 :ω 0 重 力 スピン ラーモアの 歳 差 運 動 : ω 0 =γb 0 磁 場 強 度 に 比 例 して 磁 化 ベクトルが 首 振 り 運 動 する γ: 磁 気 回 転 比 プロトンの 場 合 42.58MHz/T なお 1T=10000G T:テスラ G:ガウス 地 球 ゴマの 歳 差 運 動 Public domain: Precession on a gyroscope. 歳 差 ラーモアの 歳 差 運 動 は 磁 場 で 引 っ 張 られるか 重 力 で 押 し 下 げられるかで 回 転 方 向 が 異 なります 両 者 ともに 自 転 の 方 向 が 右 回 転 ( 右 ネジ) 方 向 であれば プロトンの 歳 差 運 動 はB 0 の 方 向 に 対 して 左 回 りが 正 しいことになります 地 球 ゴ マも 糸 で 吊 るした 状 態 で 上 向 きから 下 向 きにぶら 下 がる 状 態 に 変 化 すれば 自 転 方 向 に 対 して 歳 差 運 動 の 方 向 は 逆 向 きになります Ver.8.3まで 回 転 方 向 が 逆 でしたが 今 回 で 修 正 しておきます

14 歳 差 運 動 : 自 転 する 独 楽 の 首 振 り 軸 の 傾 斜 角 重 力 画 像 は Wikipediaの 歳 差 Precession on a gyroscope. から 引 用 慣 性 の 法 則 (と 重 力 )で 引 き 上 げようとする トルク( 力 )が 働 く 慣 性 の 法 則 (と 重 力 )で 押 し 下 げようとする トルク( 力 )が 働 く 水 平 面 このトルク( 力 )の 方 向 の 差 で 歳 差 運 動 が 生 じる 磁 場 内 のプロトン(スピン)の 場 合 重 力 は 磁 場 に 相 当 する

15 ラーモア 歳 差 運 動 仮 想 的 電 磁 場 磁 化 ベクトル( 磁 場 ) が 一 定 の 角 速 度 ω 0 で 回 転 している 磁 場 が 一 定 の 周 波 数 で 振 動 しているのと 同 じ ω 0 =γb 0 磁 場 電 場 も 誘 導 されて 一 定 の 周 波 数 で 交 互 に 振 動 しているの と 同 じ ( 電 磁 誘 導 ) 電 場 一 定 の 周 波 数 の 電 磁 波 と 同 じ この 周 波 数 の 電 磁 波 を 吸 収 し たり 放 出 したりできる もし 本 当 に 磁 場 が 回 転 ( 振 動 )していて 電 磁 誘 導 で 電 場 も 振 動 し 電 磁 波 を 発 生 するのであれば エネルギーを 放 出 し 続 けることになり エネルギー 保 存 則 に 反 する しかしながら 放 出 と 吸 収 を 常 に 行 っていて 均 衡 が 取 れているとすれば 矛 盾 しない

16 プロトン( 陽 子 +の 粒 子 )は どうすれば 電 磁 波 を 送 受 信 できるのか? のまとめ 3ラーモア 歳 差 運 動 の 一 定 周 波 数 の 電 磁 波 を 吸 収 ( 共 鳴 ) 大 きな 磁 石 の 極 2 自 転 軸 の 小 さな 磁 石 が 大 きな 磁 石 の 磁 場 の 強 さに 比 例 してコマの ように 歳 差 運 動 する B 0 4ラーモア 歳 差 運 動 の 一 定 周 波 数 の 電 磁 波 を 放 出 ( 緩 和 ) 1プロトン 陽 子 が 偏 った+の 電 荷 を 持 っていて 自 転 していると 考 えるなら 回 転 中 心 軸 に 小 さな 磁 石 ができる 大 きな 磁 石 の 極

17 1 個 のプロトンの 励 起 ( 共 鳴 ) ω 0 =γb 0 の 周 波 数 の 電 磁 波 を 照 射 ω 0 =γb 0 B 0 B 1 ω 0 の 周 波 数 で B 1 の 磁 場 成 分 を 含 む 電 磁 波 を t 秒 間 照 射 RFパルス(Radio Frequency Pulse) ω 0 の 周 波 数 で 振 動 する 電 磁 波 と 同 等 なので 同 一 周 波 数 の 電 磁 波 を 吸 収 すること で エネルギーの 状 態 が 高 く なる

18 回 転 運 動 も 横 から 見 れば 往 復 運 動 と 同 じ 与 える 電 磁 波 RFパルス 磁 場 成 分 : B 1 歳 差 運 動 於 : 白 山 公 園 ブランコが 揺 れるタイミング( 周 波 数 )に 合 わせて 押 してやると エネルギーを 吸 収 して 大 きく 揺 れるが タイミング( 周 波 数 )が ずれると 上 手 く 吸 収 されずに 止 まってしまう

19 B 0 ω 0 =γb 0 z 軸 y 軸 ω 1 =γb 1 θ=γb 1 t x 軸 周 りの 回 転 x 軸 B 1 平 均 的 に θ 度 倒 す 電 磁 波 パルス ω 0 の 周 波 数 で B 1 の 磁 場 成 分 を 含 む 電 磁 波 を t 秒 間 照 射 すると θ 度 回 転 する x 軸 周 りのラーモアの 歳 差 運 動 と 等 価

20 B 0 ω 0 =γb 0 z 軸 y 軸 ω 1 =γb 1 θ=γb 1 t x 軸 周 りの 回 転 B 1 90 度 パルス ( 平 均 的 に90 度 倒 すパルス) x 軸 励 起 されていく(スピンが 倒 れていく) 過 程 を 動 画 で 見 たい 場 合 には 下 記 をクリックして 下 さい ( 第 8 版 で 図 を 差 し 替 えたため 動 画 ではB1 磁 場 成 分 の 表 示 が 異 なっています 動 画 の 方 も 修 正 予 定 です ) 平 均 的 に90 度 :1つのスピンによる 説 明 限 界 です

21 1 個 のプロトンの 緩 和 与 えられたエネルギーを 放 出 しながら 磁 化 ベクトルが 元 の 状 態 に 戻 っていく 過 程 ベクトルを 縦 ( 垂 直 ) 方 向 と 横 ( 水 平 ) 方 向 の 成 分 に 分 けて 考 える 縦 :T1 緩 和 ( 1 は 伸 びる 縦 棒 の 形 ) 時 間 が 経 過 すると 長 くなる 横 :T2 緩 和 ( 2 は 減 衰 する 横 波 の 形 ) 時 間 が 経 過 すると 短 くなる 横 ( 水 平 ) 方 向 成 分 の 回 転 のみが 磁 場 と 電 場 の 振 動 = 電 磁 波 すなわちFID 信 号 (Free Induction Decay; 自 由 誘 導 減 衰 ω 0 =γb 0 ) として 捉 えられる 1 z 軸 ( 静 磁 場 方 向 ) xy 平 面 2 信 号 として 受 信 さ れる ω 0 =γb 0 表 示 信 号 をアンテナで 受 信

22 B 0 ω 0 =γb 0 エネルギーを 放 出 することで 徐 々に 磁 化 ベクトルが 元 の 位 置 に 戻 る T1 緩 和 T2 緩 和 電 磁 波 水 平 面 での 回 転 から 電 磁 波 が 出 てくる FID 信 号

23 B 0 ω 0 =γb 0 エネルギーを 放 出 することで 徐 々に 磁 化 ベクトルが 元 の 位 置 に 戻 る T1 緩 和 T2 緩 和 電 磁 波 水 平 面 での 回 転 から 電 磁 波 が 出 てくる FID 信 号

24 B 0 ω 0 =γb 0 エネルギーを 放 出 することで 徐 々に 磁 化 ベクトルが 元 の 位 置 に 戻 る T1 緩 和 T2 緩 和 電 磁 波 水 平 面 での 回 転 から 電 磁 波 が 出 てくる FID 信 号

25 水 と 脂 肪 にくっついているプロトンの 緩 和 速 度 の 差 水 (H 2 O) 脂 肪 ( 直 鎖 脂 肪 酸 C n H 2n -CO-) 低 分 子 なので 分 子 の 他 の 原 子 に てエネルギーを 吸 収 しにくい 分 子 運 動 によって 相 互 に 近 づいた ときにはエネルギーを 失 いやすい 高 分 子 なので 分 子 の 他 の 原 子 がエネルギーを 吸 収 しやすい

26 エネルギーを 失 う 緩 和 のイメージ 質 問 されて 考 え 込 んでしまう 方 へ 真 空 中 で 同 じ 釘 2 本 を1000 に 熱 し 片 方 の 釘 を 一 辺 10cmの 正 方 形 の 鉄 板 に もう 片 方 の 釘 を 一 辺 20cmの 正 方 形 の 鉄 板 に 乗 せました 最 初 に 鉄 板 の 温 度 は0 にしておきました どちらの 釘 が 早 く 冷 めるでしょうか? 加 熱 MRI 見 学 時 に 分 子 量 と 緩 和 のイメージ が 結 びつかない 方 を 時 々 見 受 けるため このページを 増 やしました

27 エネルギーを 失 う 緩 和 (T1,T2 共 通 ) T1 強 調 画 像 T2 強 調 画 像 さらさら 水 低 信 号 高 信 号 自 由 水 粘 調 な 液 中 等 度 中 等 度 蛋 白 を 含 む 液 脂 肪 高 信 号 低 信 号 金 属 イオン 高 信 号 低 信 号 造 影 剤 (Gd) 鉄 (Fe) 等 隣 接 する 物 質 が 大 きいと( 分 子 量 が 大 きいと)エネルギー を 与 えやすく 減 衰 しやすい(と 考 える) 本 質 について は 後 述 の 補 遺 :T1 緩 和 とT2 緩 和 の 背 景 を 参 照 のこと

28 少 ない プロトン 密 度 プロトン 密 度 の 影 響 ( 重 要 ) 取 り 出 せる 信 号 の 大 きさ ベクトルの 総 和 最 大 長 さ 緩 和 状 態 T1とT2 緩 和 遅 い = 信 号 強 度 プロトン 密 度 強 調 画 像 (PDWI) T1 強 調 画 像 (T1WI) T2 強 調 画 像 (T2WI) 少 ない 多 い 多 い 少 ない 早 い 多 い

29 ここまで15 分 で 理 解 できた? エネルギーを 失 う 速 度 と T1 緩 和 とT2 緩 和 との 関 係 そうして プロトン 密 度 の 影 響 が 理 解 できればいい TRとTEはPart 2 で

30 まとめ エネルギーを 失 う 速 度 とT1,T2 緩 和 速 度 との 関 係 およびプロトン 密 度 との 関 係 が 分 かれば 表 の 意 味 するところは 理 解 可 能 なぜ 強 調 画 像 なのかについては Part 3 で フリップアングル とか 流 速 についてはアドバンスコース

31 基 本 基 本 的 に 脂 肪 成 分 水 成 分 の 両 方 とも 少 ないところは 黒 い 水 と 脂 肪 以 外 のプロトンは ほとんど 無 視 してもいい 脂 肪 は 高 分 子 であり プロトンがエネルギーを 放 出 しやすいので T1,T2 緩 和 時 間 が 共 に 短 くなる 水 が 高 分 子 の 近 くにある 場 合 プロトンのエネルギー 放 出 が 早 く T1,T2 緩 和 時 間 共 に 短 くなる 水 の 周 囲 に 高 分 子 がない 場 合 プロトンのエネルギー 放 出 が 遅 く T1,T2 緩 和 時 間 が 長 くなる 下 記 表 は 上 記 基 本 のみで 理 解 可 能 T1 強 調 画 像 T1 緩 和 時 間 が 長 い: 黒 短 い: 白 T2 強 調 画 像 T2 緩 和 時 間 が 長 い: 白 短 い: 黒 脂 肪 成 分 水 成 分 水 の 状 態 ( 水 成 分 があるところ のみ) 脂 肪 高 信 号 ( 白 い) 中 等 度 ( 灰 色 ) 多 い 少 ない 血 液 脳 脊 髄 液 低 信 号 ( 黒 い) 高 信 号 ( 白 い) ほとんどない 多 量 高 分 子 少 ない 腺 組 織 低 から 中 等 度 ( 灰 色 ) 中 等 度 からやや 高 ( 明 るい 灰 ) 少 ない~ 多 い 多 い( 細 胞 が 粗 ) 高 分 子 多 い 筋 肉 低 から 中 等 度 ( 灰 色 ) 低 信 号 ( 灰 色 ) ほとんどない 少 ない( 細 胞 が 密 ) 高 分 子 多 い 関 節 円 ほとんどない( 非 常 に 少 線 低 信 号 ( 黒 い) 低 信 号 ( 黒 い) ほとんどない 板 靱 帯 維 ( 線 が 維 密 が ) 密 ) 骨 低 信 号 ( 黒 い) 低 信 号 ( 黒 い) ほとんどない ほとんどない 骨 髄 ( 脂 肪 随 ) 高 信 号 ( 白 い) 低 信 号 ( 黒 い) 多 い ほとんどない 空 気 低 信 号 ( 黒 い) 低 信 号 ( 黒 い) ほとんどない ほとんどない MRI 造 影 剤 Gd:ガドリニウムなど( 重 金 属 イオンをキレートしたもの) 造 影 剤 は 高 分 子 と 同 等 の 作 用 をし 組 織 間 液 に 含 まれる 水 に 近 づくことで 水 分 子 のプロトンのエネルギー 放 出 を 促 進 するため T1,T2 緩 和 時 間 が 短 縮 する 高 速 Spin Echo 法 で 撮 影 すると J-couplingの 影 響 でT2 強 調 画 像 でも 脂 肪 信 号 が 強 い( 白 い) 画 像 になります

32 T1 強 調 画 像 T2 強 調 画 像 脂 肪 水 分 の 多 い 軟 組 織 水 分 の 少 ない 軟 組 織 腫 瘍 液 この 画 像 は First Spin Echo (Turbo Spin Echo) 法 に 脂 肪 抑 制 法 を 併 用 した 画 像 です 通 常 のSpin Echo 法 と 違 い First Spin Echo 法 で 撮 影 すると T2 強 調 画 像 でも 脂 肪 信 号 が 強 い( 白 い) 画 像 になるため 脂 肪 抑 制 法 が 併 用 されることが 多 いです

33 CT 骨 モードとMRI T1WIとの 比 較 CTでの 骨 空 気 MRIでの 骨 空 気 靭 帯 に 注 意 靭 帯 ( 側 頭 筋 の 腱 腱 膜 ) 空 気

34 円 板 線 維 水 分 : 黒 脳 軟 組 織 水 分 : 白 外 耳 道 空 気 : 黒 乳 突 蜂 巣 乳 様 突 起 空 気 骨 : 黒 TM 骨 髄 脂 肪 : 白 以 降 MM: 咬 筋 TM: 側 頭 筋 LPM: 外 側 翼 突 筋 T1 強 調 ~プロトン 密 度 強 調 画 像 耳 下 腺 軟 組 織 水 分 : 白 ( 加 齢 に 伴 い) 脂 肪 : 白 皮 質 骨 ( 水 分 : 黒 )

35 CT 骨 モードとMRI T1WIとの 比 較 CTでの 骨 空 気 MRIでの 骨 空 気 靭 帯 に 注 意 空 気 乳 突 蜂 巣 靭 帯 ( 側 頭 筋 の 腱 腱 膜 ) 流 れの 速 い 血 管 浅 側 頭 動 脈 Flow void

36 補 遺 任 意 断 面 の 撮 影 その1 位 置 情 報 なければ0 次 元 ( 点 ) 傾 斜 磁 場 と 騒 音 の 関 係 点 しか 映 ってないぞ! テンでだめだ 壊 れてるのか? 全 体 の 平 均 値 として 点 が 映 ってるだけになる スピンを 倒 せ! さぁ 信 号 を 得 るぞ! 表 示

37 スライスの 決 定 と 傾 斜 磁 場 B 2 B0 B 3 角 速 度 と 電 磁 波 のタイミン グ( 周 波 数 )が 合 わないの で 倒 れない ω 0 のタイミング( 周 波 数 )で 電 磁 波 が 照 射 されると そ のエネルギーを 吸 収 して 倒 れていく 角 速 度 と 電 磁 波 のタイミン グ( 周 波 数 )が 合 わないの で 倒 れない

38 スライスの 決 定 と 傾 斜 磁 場 B 0 B 2 B 3 角 速 度 と 電 磁 波 のタイミン グ( 周 波 数 )が 合 わないの で 倒 れない ω 0 のタイミング( 周 波 数 )で 電 磁 波 が 照 射 されると そ のエネルギーを 吸 収 して 倒 れていく 角 速 度 と 電 磁 波 のタイミン グ( 周 波 数 )が 合 わないの で 倒 れない

39 磁 場 強 度 が 常 にB 0 の 断 面 から 信 号 を 得 る 傾 斜 磁 場 傾 斜 磁 場 B 2 B 0 B 2 B 3 B 3 一 定 の 磁 場 強 度 :B 0 に 相 当 する 断 面 でも 1 次 元 の 情 報 ( 傾 斜 磁 場 方 向 に 対 して 垂 直 な 断 面 の 平 均 値 )でしか ない その2へ 続 く

40 傾 斜 磁 場 と 騒 音 の 発 生 との 関 係 傾 斜 磁 場 と 騒 音 の 関 係 磁 場 の 中 で 電 流 が 変 化 すると フレミングの 左 手 の 法 則 静 磁 場 用 磁 石 傾 斜 磁 場 用 コイル 磁 場 電 流 力 静 磁 場 同 一 の 傾 斜 磁 場 コイル 内 の 電 流 の 向 きが 反 転 する 一 定 間 隔 で 繰 り 返 す 磁 場 電 磁 誘 導 で 傾 斜 磁 場 コイルが 振 動 し 音 が 出 る 力 電 流

41 MRの 騒 音 はマイクとスピーカー の 原 理 と 同 じ ( 携 帯 電 話 も 同 じ) 音 振 動 (マイク) 電 磁 誘 導 電 流 ( 電 磁 波 ) 電 流 ( 電 磁 波 ) 電 磁 誘 導 振 動 (スピーカー) 音 コイル 磁 石 動 画 は

42 参 考 資 料 MRIの 基 本 パワーテキスト 第 2 版 基 礎 理 論 から 最 新 撮 像 法 まで Ray H. Hashemi ( 原 著 ), Christopher J. Lisanti ( 原 著 ), William G.,Jr. Bradley ( 原 著 ),メディカル サイエンス インターナショナル 6,500 円 ( 税 別 ) MRI 超 講 義 Q&Aで 学 ぶ 原 理 と 臨 床 応 用 Allen D. Elster ( 原 著 ), Jonathan H. Burdette ( 原 著 ) メディカル サイエンス インターナショナ ル 5,800 円 ( 税 別 ) MRIデータブック MEDICAL VIEW 6,000 円 ( 税 別 ) NMRハンドブック Ray Freeman ( 著 ) 共 立 出 版 8,400 円 パルスおよびフーリェ 変 換 NMR 理 論 および 方 法 への 入 門 ( 現 代 科 学 ) Thomas C. Farrar ( 著 ), Edwin D. Becker ( 著 ) 吉 岡 書 店 生 体 系 の 水 上 平 恒 逢 坂 昭 ( 著 ) 講 談 社 細 胞 の 中 の 水 パスカル マントレ ( 著 ), 辻 繁, 落 合 正 宏, 中 西 節 子, 大 岡 忠 一 ( 翻 訳 ) 東 京 大 学 出 版 会 5,200 円 ( 税 別 )

43 Part 1~4へのリンク Part 1:プロトン 密 度 T1 T2と 信 号 強 度 ( 学 部 学 生 必 須 ) 補 遺 任 意 断 面 の 撮 影 その1 --- 位 置 情 報 なければ0 次 元 ( 点 ) Part 2: 信 号 の 取 り 出 し 方 について ( 学 部 学 生 研 修 医 用 ) 補 遺 :TE 時 間 後 の 信 号 の 取 得 方 法 (SE GRE UTE etc.) 補 遺 : 各 種 撮 影 法 について 補 遺 任 意 断 面 の 撮 影 その2 --- 平 面 内 での 位 置 情 報 Part 3: 巨 視 的 磁 化 ベクトルでの 説 明 ( 教 科 書 的 記 述 研 修 医 大 学 院 生 用 ) 補 遺 :T1 緩 和 とT2 緩 和 の 背 景 --- 理 論 式 と 生 体 系 との 整 合 性 補 遺 :NMR/MRIの 核 種 について Part 4: 流 れ を 見 る ( 大 学 院 生 用 )