MRI装置の仕組み

MRI —磁気共鳴画像法の略—機械は強力な磁石を使用して、体の非常に詳細な画像を作成します。 強力な一次磁石は、地球から放出される磁場よりもはるかに強い磁場を生成します。 強い磁場により、体内の豊富な水素原子が磁場の端に沿って均一に配置されます。 次に、小さな勾配磁石が磁場を外科的精度で脈動させ、水素原子を散乱させ、異なる方向に回転させます。 一次磁場が水素原子を均一な形状に引き戻すと、その動きと交互の回転方向が共鳴と呼ばれるエネルギーを放出し、これは無線周波数の助けを借りて画像に変換できます。

MRIマシンは管状で、開口部は人が中に入るのに十分な大きさです。 磁場によって解釈される画像は、動きによって生じる歪みの影響を非常に受けやすくなります。 その結果、スキャンの進行中、患者はできる限り完全に静止した状態を維持する必要があります。 一部の人にとっては、スキャンプロセスを完了するのに最大1時間以上かかる可能性があるため、これは非常に困難で不快な場合があります。 さまざまな磁石の回転のため、プロセスも非常に大きくなります。 患者がひどいぎこちない音を聞くことなく時間を過ごすのを助けるために、医師はしばしば患者が音楽を聞くためのヘッドセットを持つことを許可しています。

さまざまな一次磁石を使用してMRIスキャンを実行し、大きな磁場を生成できます。 コイル状の帯電ワイヤで構成される超伝導マグネットは、使用中の最も強力な一次マグネットの1つです。 電気がワイヤを通過すると、超伝導が発生し、かなりの磁場が発生します。 ただし、超伝導磁石は、液体ヘリウムを使用してワイヤを非常に低いレベル（ゼロ以下）に保つ場合にのみ機能します。

一部のMRIスキャナーは、超伝導マグネットに使用されるものと同じセットの帯電コイルとワイヤを使用しますが、液体ヘリウムを使用せずに冷却します。 そのように使用すると、コイルとワイヤは超伝導磁石ではなく抵抗磁石を作成します。 液体ヘリウムの冷却効果がなければ、超伝導は達成されません。 代わりに、かなり弱い電流を使用して、やや弱いが依然として有効な磁場を作成します。 MRIスキャンに使用できる他の種類の一次磁石は永久磁石です。 永久磁石は、文字通り巨大な磁石であり、常に磁場を発生させます。 それらのサイズと圧倒的な重量のために、それらはMRI装置で使用するための最も好まれたタイプの磁石ではありません。

勾配磁石は、人の体の周りを完全に回転できます。 勾配磁石が発する小さな磁場は、体のどの部分をスキャンする必要があるかを驚くほど正確かつ明確に特定することができます。 これらの磁石は、無線周波数を放射するコイルやワイヤと連動して機能し、身体のさまざまな部分の詳細な測定値を収集できるように水素原子にも影響を与えます。 磁場と無線周波数のこの組み合わせにより、専門家は人の体の「スライス」を任意の角度からスキャンすることができ、体の内部で起こっていることを比類のない外観を提供します。

MRIスキャンは他のスキャン方法よりも多くの点で優れていますが、ほとんどの負傷を検出するためにMRIマシンを操作するのは面倒です。 たとえば、骨折はしばしばX線で非常にはっきりと現れます。X線は手間がかからず、操作に費用がかかりません。 ただし、X線があまりよく捉えられないのは、軟部組織の画像です。 これらの場合、MRIマシンは画像スキャンの最も好ましい方法の1つです。

MRIマシンは、体のどこにでも軟部組織の詳細な画像を提供できます。 このため、脳出血、乳がん、靭帯損傷などの軟部組織の状態の検出に最適です。 MRIマシンのもう1つの利点は、放射線を放出しないことです。 X線などのスキャン方法からの放射線は有害であると証明されていませんが、放射線にさらされないことを患者に安心させることがよくあります。

MRIマシンによって生成される強力な磁場のため、それらは綿密な監督の下で慎重に操作する必要があり、怪我を防ぐために特定の予防措置を講じる必要があります。 MRIスキャンを受ける患者は、人体に金属製の物体を置かないでください。また、外科的に体内に金属製の物体が挿入されたことがあるかどうかを明らかにする必要があります。 磁場はかなりの半径から物体を引き込むことが知られているため、MRIマシンを使用する部屋でさえ、マシンの使用中にゆるい金属物体がないようにする必要があります。