核磁気共鳴画像法
以下に代表的な信号パターンを示す。病態によって例外も多くある。
エコープラナー法は極めて高速に撮影できる方法でありDWIやPWIに用いられる。SE-EPIではT2コントラストの画像も高速で得られ、GRE-EPIではT2*強調画像が得られる。機能的MRI(fMRI)もこの方法である。
電子とともに原子を構成する原子核の中には、その原子核スピン(以下「核スピン」)により磁石の性質を持つものが多く存在する。しかし、(物質全体として自発的に磁化されていない限り)それぞれの核スピンの向きはばらばらであり全体でキャンセルされる結果、巨視的な磁化を発生しない。ここに外部から(強い)静磁場を作用させると、核スピンの持つ磁化は磁場をかけた向きにわずかに揃い、全体として静磁場をかけた向きに巨視的磁化ができる(以降、巨視的磁化を考える)。
この際、核スピンは静磁場方向を軸として歳差運動を発生する。歳差運動とは、コマの首振り運動と同様な運動である(回転軸と核スピンの軸が一致しない)。この運動の周波数はラーモア周波数と言われ、かけた静磁場の強さ及び磁気モーメントの強さに比例する。通常のMR撮像では、10 - 60MHzほどである。これは電磁波で言えばラジオ波の範囲にあたる。核磁化を励起するためのコイルは、RFコイルと呼ばれている。 そこに特定周波数の電磁波(ラジオ波領域)のパルスを照射すると、照射電磁波の周波数とラーモア周波数が一致した場合に共鳴が発生し、回転数が変化する(核磁気共鳴現象)。照射が終わると元の状態に戻る。重要なのは、このパルスが終わって定常状態に戻るまでの過程(緩和現象(英語版))で、それぞれの組織(通常のMRIであれば水素原子の置かれている環境)によって戻る速さが異なることである。核磁気共鳴画像法ではこの戻りかたの違いをパルスシーケンスのパラメータを工夫することにより画像化する。
しかしこのままでは、どこがどのような核磁気共鳴信号(NMR信号)を発しているのかという位置情報に欠ける。
T2コントラストを反転させた画像である。脳脊髄液を低信号、脳血管を高信号、脳実質や脳神経を中間信号として描出する。神経血管圧迫症候群の診断で用いられる。
カリフォルニア大学デービス校ではワインを開封せずMRIで調べる研究をしている。食品の品質管理のために小型のMRIが開発されている。
T1WIにて高信号を示すパターンである。その病変のT2短縮効果によってT2WIでの信号は変化する。T2WIにて明らかな低信号を示す場合はshort T2パターンとする。このようなパターンを示すものとしては高蛋白液やムチン、メトヘモグロビンによる血腫(亜急性期出血)、一部の石灰化やT1 shortening agent()(Gd製剤やクエン酸鉄アンモニウム)の存在があげられる。比較的特異的な病理組織上の変化を反映するため重要な所見となる。まずは脂肪、出血、高蛋白の組織を想定する。選択的脂肪抑制法を用いれば、脂肪は除外可能であり、それを用いて診断を進めていく。