MRIでの原理的なことなんですが,均一な磁場でRFパルス(90度パルス)をかけると磁化方向が90度傾くのはなぜなんですか。

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A 回答 (2件)

RFパルスというのは(短時間だけ)回転する磁場と同じです。

その回転周波数がスピンのラーモア歳差周波数と同じ場合(これが共鳴条件)、回転磁場とスピンは互いに止まっていることになります。この時スピンは、静磁場中の場合と同様に、この”回転磁場にも”ラーモア歳差運動します。これにより、スピンを自在に傾けることが可能となります。つまり、適当な時間でパルスを止めると90°傾いた状態にも、45°や180°傾いた状態にもできます。

スピンの状態は、α状態(低エネルギー;s=1/2)とβ状態(高エネルギー;s=-1/2)の波動関数の線形結合で表されるので、スピンの向きの変化にはエネルギー変化を伴っています。変化したエネルギー状態が、再び熱平衡状態に戻る過程が、緩和過程(T1)です。
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この回答へのお礼

ryumuさん。ありがとうごさいますヽ(^o^)ノ
磁化方向の倒れる理由。またラーモア周波数でなくてはならない理由がわかりました。

お礼日時:-0001/11/30 00:00

先ほどに追加です。


以下のホームページが(英語ですが)視覚的に理解しやすいと思います。

参考URL:http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/inside.htm
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QMRIの発熱作用について

MRIには放射線を使用するCTのように人体の影響がないと言われていますが・・・。実際にはMRIの生体作用は不確かもので発熱作用などによる皮膚のやけどなどの症例も発表されていますよね?
今、MRIの発熱作用について調べているのですが、何が原因で起こるのか分かる方教えてください!!(特にループが原因で起こるもの)また、詳しい症例、他の生体作用についてご存じの方いらっしゃいましたら教えてください!!

Aベストアンサー

発熱の原因は電子レンジと同じです。
MRIでは人体に電磁波(高周波)をパルス的に浴びせます。
電磁波は人体内に渦電流という誘導電流を発生させてしまいます。ファラデーの電磁誘導法則から来る不可避の現象です。体内に電流が流れたら、ジュール熱が発生します。なお、この電流は高周波なので感電作用はありません。
このようにして発生するジュール熱を体重1kgあたり、かつ毎秒あたり、で表現すると○○Watt/kgという単位になります。この○○Watt/kgをSAR (specific absorption rate)と言います。
通常のMRI検査ですと、全身の体重で平均した全身SARは0.4~1Watt/kgでしょう。ぽかぽか暖かくなります。
ただし、SARは全身に平均して発生しません。人体の組織は不均一なので渦電流が集中的に流れる場所が発生したりします。ここの局所SARは前記の値の10倍くらいになります。それでもまだ安全ですが、それ以上になったら、問題も発生しかねません。体内の電流集中現象は個体差もあり、しかも見えないし、大変難しい問題で、今のところ運用は控えめにするということである種のガイドラインに沿って安全運転をするしかないのです。
ガイドラインはいろんな間接的なデータを元に作られています。詳しい資料は例えば次の資料からの孫引きなどで調べたらいいでしょう。
http://wwwsoc.nii.ac.jp/jhps/j/information/nonioniz/ICNIRP.pdf
http://catedra-coitt.euitt.upm.es/web_salud_medioamb/normativas/ieee/C95.1.pdf
http://www.fda.gov/cdrh/ode/guidance/793.html

詳しい事故症例報告はおそらく無いと思います。MRIのSARで生命に関わるような重大な事故は発生していないと思います。マイナーな事故は発生している可能性はありますが、仮に事故が発生していても、SARによる事故であったかどうか証明するのは困難だし、再現試験も困難です。

ループと言えば、体はループの塊ですが、お気づきでしょうか。中央に穴のあいたドーナツ状導体だけがループではありません。誘導電流は体内の流れやすい経路に沿ってループ状に流れる。勝手にループを作ります。

他の生体作用。熱以外ということですか。MRIの高周波励起パルスの影響は熱だけと考えて良いです。でも、MRIでは高周波ではないけど、かなり急速に変動する強い磁場(傾斜磁場、勾配磁場)も使います。この磁場も誘導電流を発生します。低い周波数成分なので、熱作用は無視できますが、神経刺激作用があります。これについても運用ガイドラインが定められています。上記の資料で見てみると良いでしょう。

発熱の原因は電子レンジと同じです。
MRIでは人体に電磁波(高周波)をパルス的に浴びせます。
電磁波は人体内に渦電流という誘導電流を発生させてしまいます。ファラデーの電磁誘導法則から来る不可避の現象です。体内に電流が流れたら、ジュール熱が発生します。なお、この電流は高周波なので感電作用はありません。
このようにして発生するジュール熱を体重1kgあたり、かつ毎秒あたり、で表現すると○○Watt/kgという単位になります。この○○Watt/kgをSAR (specific absorption rate)と言います。
通常のM...続きを読む


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