MRI(磁気共鳴イメージング)は、強い磁場と電波を使用して体の内構造の詳細な画像を生成する医療イメージング技術です。MRIの背後にある物理を理解することは、信号が形成され、異なる組織間でのコントラストが達成されるかを把握することを含みます。

MRI信号の形成の基本的な原則

MRI信号形成の核心は、体の組織における水素核の動作に依存します。磁場に配置されると、これらの核はフィールドと整列します。放射線周波数パルスはこのアライメントを妨げ、核は平衡に戻ると、それらは検出され、画像を作成するために使用される信号を発します。

信号強度の計算

MRIの信号強度は、水素核、リラクゼーション時間(T1およびT2)の密度、および磁場の強度を含むいくつかの要因に依存します。 基本的な信号の式は、次のように表現できます。

s = k * ρ * (1 - e ^(-TR/T1)) * e ^(-TE/T2)

S が信号であるところ、 ρ は陽子密度で、TR は繰り返し時間であり、TE はエコー時間であり、 k は比例性定数です。

MRIにおけるコントラスト機構

MRI画像のコントラストは、リラクゼーション時間とシーケンスパラメータを操作することによって主に達成されます。 T1コントラストは、縦方向のリラクゼーションの違いを強調します。一方、T2コントラストは、横断的なリラクゼーションの違いを強調します。 TRとTE値を調整すると、選択的な組織のイメージングが可能になります。

  • 陽子密度
  • リラックスタイム(T1・T2)
  • 磁場の強さ
  • 配列パラメータ(TRおよびTE)