【第76回午前 12】MRIの信号は競争だ！緩和時間の順位を決めるルールとは？

MRI で正しいのはどれか。

出典：厚生労働省公開PDF（令和6年版）

✅ 正解を表示

2．水の T1 緩和時間は筋肉の T1 緩和時間より長い。

解説

✔　MRIを解くための「3つの鉄則」

MRIの問題は、以下の3つの物理法則（イメージ）を持っていれば解きやすくなります。

① T1緩和は「回復の速さ」競争
- T1緩和（縦緩和）とは、磁気共鳴したプロトンがエネルギーを放出して「元の状態に戻る（回復する）」過程です。
- 脂肪：分子の動きが適度にゆっくりで、周囲とのエネルギー交換が得意。→ すぐに回復する（T1が短い）。
- 水：分子が小さく、高速で動き回っているため、エネルギー交換が下手。→ なかなか回復しない（T1が長い）。

このレースの結果、T1緩和時間の長さは以下の順序になります。

脂肪（短い）＜筋肉・臓器＜水（長い）

② T2*は「邪魔が入る」から速い
- T2緩和：物質同士の干渉だけで信号が減衰する時間（物質固有の能力）。
- T2*緩和：物質固有の減衰（T2）に加えて、「磁場の不均一（乱れ）」による減衰が合わさったもの。純粋な減衰に「磁場の乱れ」という邪魔が入るため、信号はもっと早く消えてしまいます。
- つまり、常に T2 ＜ T2* （T2*の方が短い）となります。

③ ラーモア周波数は磁場に「比例」する
- MRIの信号の周波数（ω）は、以下の式で決まります。
- ω = γ B₀ （周波数＝磁気回転比 × 静磁場強度）
- 磁石（B₀）が強くなればなるほど、プロトンの回転（周波数）も速く（高く）なります。

✔　各選択肢について

1．T2 緩和時間は T2* 緩和時間より短い。

２．水の T1 緩和時間は筋肉の T1 緩和時間より長い。

3．筋肉の T1 緩和時間は脂肪の T1 緩和時間より短い。

4．ガドリニウム造影剤は T2 緩和時間に影響を与えない。

❌ 誤り
ガドリニウムなどの常磁性体は、T1短縮効果とT2短縮効果の両方を持っています。（※通常量ではT1短縮（白くなる効果）が目立ちますが、T2にも影響を与えて短くしています）

5．静磁場強度が大きいほど Larmor〈ラーモア〉周波数は低くなる。

出題者の“声”

この問題は、MRIの基本原理である「緩和時間」と「周波数」の定義を、正確に理解しているかを問うておる。

「水はT1が長い」これは呪文のように覚えておるかもしれんが、「なぜ？」 が大事じゃ。水分子は落ち着きがない子供のようなものじゃ。エネルギーをキャッチボールしようとしても、動きが速すぎて受け取ってもらえん。だから元の状態に戻る（緩和する）のに時間がかかるんじゃよ。

一方、脂肪はドッシリ構えたベテラン選手じゃ。エネルギー交換がスムーズじゃから、すぐに回復する（T1が短い）。

この「分子の性格」をイメージできていれば、丸暗記に頼らずとも正解（選択肢2）を選べるはずじゃ。

臨床の“目”で読む

現場では、この「T1緩和時間」の違いが、病気を見つける最大の武器になります。

「黒い水」と「白い脂肪」が解剖の地図
- T1強調画像（T1WI）は、解剖構造を把握するのに最適です。なぜなら、人体の周りにある「皮下脂肪（T1短い）」が真っ白に光ってくれるので、輪郭がはっきりするからです。逆に、水（脳脊髄液や炎症による浮腫）は真っ黒（T1長い）に写ります。「白ければ脂肪や出血、黒ければ水」という基本コントラストを知っているだけで、画像の読影力がグッと上がります。
2. 造影剤は「脂肪のフリ」をさせる薬
- ガドリニウム造影剤を入れると、病変部（腫瘍など）がT1強調画像で白く光りますよね？あれは、ガドリニウムが近くの水分子に干渉して、強制的にT1緩和時間を短くさせているんです。つまり、本来は黒く写るはずの水っぽい腫瘍を、「脂肪のようにT1を短くして、白く目立たせている」のです。造影剤の正体は、T1短縮マジックの種明かしです。

今日のまとめ