核磁気共鳴画像法
グラディエントエコー法は撮影時間が短いが局所磁場の乱れに鋭敏な方法である。大きく分けると横磁化を保持するbalanced sequence(FISP, PSIF, true FISPなど)と、分断するspoiler sequence(SPFR, FLASH, turbo FLASH, VIBE, MP-RAGEなど)になる。T1緩和を強調する前パルスを付加した方法にturbo FLASH、MP-RAGE(turbo FLASHの3D版)がある。高速度撮影を行い、T2/T1の良好なコントラストを得るtrue FISP(FIESTA, balanced FFE, ture SSFP)などがある。造影後のT1WIやダイナミック撮影ではほぼ必須のシーケンスであり、上腹部や乳房ではVIBEが、頭部ではMP-RAGEがよく使われている。true FISPは心臓のシネMRIや非造影冠動脈撮影(WHCMRA)で用いられる。最近ではmagnitude imageにphaseのコントラストを付加した磁化率強調画像(SWI)が普及しつつある。
T2WIにて高信号を示し、T1WIにて低信号を示すパターンである。緩和時間延長と言われることもある。一般的な病変パターンであり良性腫瘍や急性炎症で示されるパターンである。ただし嚢胞成分をもつ悪性腫瘍の嚢胞もこのような信号パターンを示すため注意が必要である。2009年現在、T2WIはFSE法(ファストスピンエコー法)で撮影された場合が多く、T2値が信号強度に最も影響される。T2値だけで考えると脳脊髄液をはじめとする液体成分が、軟骨、粘液基質が高く、特に脳脊髄液が最も純水に近く高信号を示すように思えるが、脳脊髄液よりも高信号となる病変は数多くある。内部の均一性、液面形成、FLAIR法()なども用いて正常分析をするべきと考えられている。
MRI稼働中は騒音が発生するため、天井、壁、空調ダクトなどへの防音対策が要求される。吸音材、浮床構造、間仕切り壁、グラスウール充填といった様々な施工方法がある。
クエンチ現象によりMRI本体から発生したヘリウムガスを外部に排出するヘリウム排気管には、いくつかの注意点と設置場所の検討が必要である。液体ヘリウムが気化すると容積比が700倍以上になり、マイナス200度の超低温高圧力ガスとなってヘリウム排気管を通過する。これを人が直接浴びると凍傷を起こしたり、また外壁が破損するなど大変危険である。そのため、ヘリウムガス排気口からは3メートル以上離してフェンスを設置し、立入禁止にする必要がある。
MRI検査室の照明は、ハロゲンランプ・LED・クリプトン球が使用可能。ただしLEDについては、ノイズ低減対策が施された製品のみ使用可能。
磁性体の吸着事故防止のため、磁性体検知器の設置が推奨されている。患者がうっかりMRI検査室に磁性体を持ち込んでしまい、吸着事故が度々起きている。特に大型の磁性体は、MRI本体に極めて強力に引き寄せられ、人体に当たると大事故にも繋がるため大変危険である。これらの事故予防策として、検査室のシールド扉の前にゲート型やポール型の磁性体検知器を設置することで、入室前に磁性体を検知する事ができる。
緩和現象は歳差運動が元の状態に戻る過程であるが、それは磁気ベクトル方向(z方向)と回転方向(xy方向)に分けて考えることができる。z方向が熱平衡状態に戻る過程を縦緩和またはT1緩和といい、xy方向が熱平衡状態に戻る過程を横緩和またはT2緩和という。原子核では縦緩和と横緩和とが独立であることが知られており、各々別々に考える必要がある。
実際にラジオ波パルスをやめたときを時間0として、縦緩和・横緩和の磁化ベクトルの大きさを時間経過を測定すると、縦緩和は
M z = M 0 ( 1 − e − k 1 t ) {\displaystyle M_{z}=M_{0}(1-e^{-k_{1}t})}
横緩和は
M x y = M 0 e − k 2 t {\displaystyle M_{xy}=M_{0}e^{-k_{2}t}}
という形に表される。
( M z {\displaystyle M_{z}} 、 M x y {\displaystyle M_{xy}} : 縦/横磁化ベクトルの大きさ、 M 0 {\displaystyle M_{0}} : 定常状態の磁化ベクトルの大きさ、 k 1 {\displaystyle k_{1}} 、 k 2 {\displaystyle k_{2}} :定数)
そして、それぞれの関数の時定数 1 / k 1 {\displaystyle 1/k_{1}} 、 1 / k 2 {\displaystyle 1/k_{2}} をそれぞれ T 1 {\displaystyle T_{1}} 、 T 2 {\displaystyle T_{2}} という値とおく。これらの値はそれぞれの物質固有の値であり、T1強調画像、T2強調画像の由来となった定数である。