【第76回 午前 17】水と脂肪のズレを修正せよ！化学シフトアーチファクト攻略

第76回
2026.01.03

MRI の化学シフトアーチファクトが軽減されるのはどれか。

  1. 加算回数を増やす。
  2. 脂肪信号を抑制する。
  3. 受信バンド幅を狭くする。
  4. 周波数エンコード数を増やす。
  5. 静磁場強度が高い装置を使用する。

出典：厚生労働省公開PDF（令和6年版）

2．脂肪信号を抑制する。

解説

✔　MRIアーチファクト「5大ボス」を攻略せよ！

MRIには様々なアーチファクト（虚像）が出現します。 まずは今回のテーマである「化学シフト」を理解し、その後に他のボスキャラたちを一気に整理しましょう。

① 化学シフトアーチファクト（Chemical Shift Artifact）

  • 現象
    • 腎臓や椎体など、水と脂肪が接している場所で、境界線が黒く抜けたり（あるいは白く重なったり）して、位置がズレて見える現象。
  • 原因
    • 「水」と「脂肪」の共鳴周波数がわずかに違う（約3.5ppm）ため、装置が位置を読み間違えてしまう（周波数エンコード方向にズレる）。
  • 対策
    1. 脂肪信号を抑制する：ズレる原因である脂肪自体を消してしまえば、アーチファクトも消える！
    2. 受信バンド幅を「広く」する：1画素あたりの周波数の幅を広げると、相対的にズレが目立たなくなる。
    3. 静磁場強度の「低い」装置を使う：磁場が低いほど、水と脂肪の周波数差（Hz）も小さくなるため。

その他の重要アーチファクト

② 折り返しアーチファクト

  • 現象
    • お腹の端っこが、反対側に飛び出して重なって見える。
  • 原因
    • 撮影視野（FOV）が、被写体よりも小さいとき。
  • 対策
    • FOVを大きくする。
    • オーバーサンプリングを使用する。

③ モーションアーチファクト（Motion / Ghosting）

  • 現象
    • 画像全体に、被写体の形をした淡い影（ゴースト）が、位相エンコード方向に等間隔で出現する。
  • 原因
    • 呼吸、心拍、血流、体動などの「動き」。
  • 対策：
    • 息止め、固定を行う。
    • 心電図同期や呼吸同期を使う。
    • 位相エンコード方向を入れ替える（アーチファクトの出る向きを変えて、見たい場所から逃がす）。

④ 磁化率アーチファクト

  • 現象
    • 金属や空気の周りで、画像が激しく歪んだり、信号が抜けたりする。
  • 原因
    • 体内の金属（クリップなど）や空気との境界で、磁場が局所的に乱れるため。
  • 対策
    • FSE法（高速スピンエコー）を使う（磁場の乱れを補正する能力が高い）。
    • エコー時間（TE）を短くする。

⑤ トランケーションアーチファクト（Truncation / Gibbs ringing）

  • 現象
    • 信号が急激に変わる境界（頭蓋骨と脳など）で、波紋のような縞模様が出る。
  • 原因
    • データ収集の細かさ（マトリクス）が不足している。
  • 対策
    • マトリクス数を増やす（空間分解能を上げる）。

✔　各選択肢について

1．加算回数を増やす。

  • ❌ 誤り
  • 加算回数を増やすと、ランダムなノイズが減ってS/N比（画質）は良くなりますが、化学シフトのような「決まった法則でズレるもの」は改善しません。くっきりズレるだけです。

２．脂肪信号を抑制する。

  • ✅ 正解
  • 化学シフトは「水と脂肪のズレ」です。片方の主役である脂肪を消してしまえば（脂肪抑制法）、ズレようがありません。最も効果的な対策の一つです。

3．受信バンド幅を狭くする。

  • ❌ 誤り
  • これは逆効果（悪化）です！ バンド幅を「狭く」すると、1画素に割り当てられる周波数幅（Hz/pixel）が小さくなります。すると、水と脂肪の周波数差（Hz）が、より多くの画素数にまたがってズレてしまうため、アーチファクトは大きくなります。 軽減させるには、バンド幅を「広く」しなければなりません。

4．周波数エンコード数を増やす。

  • ❌ 誤り
  • マトリクス（画素数）を増やして高精細にしても、物理的な周波数のズレ自体は解消されません。むしろ画素サイズが小さくなることで、ズレが目立ちやすくなることもあります。

5．静磁場強度が高い装置を使用する。

  • ❌ 誤り
  • これも逆効果（悪化）です！ 水と脂肪の周波数差（3.5 ppm）は、磁場強度に比例して開きます。 1.5T装置よりも3.0T装置の方が、周波数の差（Hz）は2倍になり、アーチファクトも2倍ひどくなります。

出題者の“声”

この問題は、原理を理解しておらんと、選択肢3や5の「逆ひっかけ」にやられるぞ。

一般的に「バンド幅を狭くする」「高磁場装置を使う」というのは、画質（S/N比）を良くするための正攻法じゃ。 しかし、化学シフトに関してはこれが逆効果になる。

理屈はシンプルじゃ。 まず、「高磁場ほど、水と脂肪の周波数差（Hz）は広がる」。だからズレは大きくなる。 次に、「バンド幅を狭くすると、1画素あたりの許容量（Hz）が小さくなる」。だから同じ周波数差でも、何画素分もまたいでズレてしまう。

これらを防ぐには、「低磁場にする」か「バンド幅を広げる（画質は少しザラつくが）」しかない。 だが一番手っ取り早いのは、そもそもズレる原因である「脂肪の方を消してしまう（抑制する）」ことじゃ。 これが最もスマートな解決策じゃよ。

臨床の“目”で読む

現場では、このアーチファクトの特性を考えながら、技師がコントロールしています。 特に重要なのが「出る方向」と「例外」です。

  • 「ズレる方向」を操れ！
    • 通常の撮影（SE法など）において、化学シフトは「周波数エンコード方向」に出ます。 例えば、脊椎（背骨）のMRIを撮る時、もしズレる方向が「頭足方向（縦）」だと、椎体の終板（骨と椎間板の境界）がアーチファクトで歪んで見えてしまい、診断の邪魔になります。 そこで、周波数エンコード方向を「左右方向（横）」などに設定変更します。 こうすれば、ズレは横に出るので、大事な椎体の上下のラインはきれいに保たれます。 「アーチファクトを消す」だけでなく、「邪魔にならない方向に逃がす」ことも重要です。
  • 基本は「周波数方向」に出る…だが例外が！
    • 「化学シフトは周波数エンコード方向に出る」これはSE法などの基本ルールです。 しかし、拡散強調画像（DWI）などで使われるEPI法（エコープラナー法）だけは例外です！
    • EPI法では、「位相エンコード方向」に、しかも巨大なズレとして出現します。 通常のMRIなら数ピクセルのズレで済むものが、EPIでは数センチメートルもズレてしまうことがあるのです。 だからこそ、DWIを撮る時は「強力な脂肪抑制（Fat Sat）」が不可欠なんです。

今日のまとめ

  1. 化学シフト：水と脂肪の周波数のズレ。対策は「脂肪抑制」「バンド幅を広く」「低磁場」。
  2. EPI法（DWI）の例外：化学シフトは「位相方向」に巨大なズレとして出るため、脂肪抑制が必須。
  3. 折り返し：FOV不足。対策は「FOV拡大」「オーバーサンプリング」。
  4. モーション：体の動き。対策は「位相エンコード方向の変更」「同期」。
  5. 磁化率：金属や空気による磁場の乱れ。対策は「FSE法」「TE短縮」。

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