磁気共鳴とは



の 磁気共鳴 （ＲＭ）は、その多数の利点のために神経科学において最も一般的に使用される神経画像技術であり、主なものは、それが非侵襲的技術であり、そしてそれが最高の空間分解能を有する磁気共鳴技術であるということである。.

非侵襲的な技術であるため、それを実行するためにいかなる創傷も開く必要はなく、そしてそれはまた無痛である。その空間分解能はミリメートルまで構造を識別することを可能にします、それはまた脳波図（EEG）のような他の技術ほど良くはありませんが、それはまた秒より低い良い時間分解能を持ちます.

その高い空間分解能は、組織レベルでの側面と形態学的特性の調査を可能にします。代謝、血液量、血行動態など.

このテクニックは無害だと考えられています。つまり、作成された人の生体にダメージを与えることはありません。このため、痛みもありません。参加者は磁場を入力する必要がありますが、この磁場は非常に小さいため、通常は3テスラ（3 T）以下であるため、個人にリスクをもたらすことはありません。.

しかし、すべてが利点であるとは限らず、RMは実行および分析が難しい技術であるため、専門家は事前のトレーニングを実行する必要があります。加えて、高価な設備および機械が必要であり、したがって、それは高い空間的および経済的コストを有する。.

そのような複雑な技術であるため、それを使用するには学際的なチームが必要です。このチームには通常、物理学者、生理病理学を知っている人（神経放射線医のような人）、実験を設計する人（神経心理学者など）が含まれています。.

この記事では、MRIを超える物理的根拠を説明しますが、MRIを行っテストを持っている人々のための精神生理学的基礎と実践的な情報に主に焦点を当てます.

磁気共鳴の精神生理学的基礎

脳機能は化学的および電気的シナプスを介した情報交換に基づいています.

この活動を実行するためにそれを消費することが必要であり、エネルギー消費は要するにATPとしてよりよく知られているアデノシン三リン酸と呼ばれる物質の増加に変換されます。脳が機能するために使うエネルギー源.

ＡＴＰはグルコースの酸化から作られるので、脳が機能するためには酸素とグルコースが供給されなければならない。あなたに考えを与えるために、安静時の脳は私たちが消費する全グルコースの60％、およそ120 gを消費します。だからグルコースや酸素の供給が中断された場合、脳は損傷を受けるだろう.

これらの物質は、毛細血管床を通して、血液灌流を通してそれらを必要とするニューロンに到達します。したがって、脳の活動が大きいほど、グルコースと酸素の必要性が高まり、局所的に脳血流が増加します。.

脳のどの部分が活動しているかを調べるために、酸素やグルコースの消費、局所的な脳の流れの増加、脳の血液量の変化を調べることができます。.

使用される指標の種類は、実行されるタスクの特性など、複数の要因によって異なります。.

いくつかの研究は、長期脳刺激が発生したときに、見早い変化は、グルコースと酸素であることが示されている、その後、増加した局所脳血流が発生し、刺激を以下の場合は、最終的には、上昇が起こり総脳容積（;グロス、Sposito、Pettersenの、パントン、＆Fenstermacher、1987;クライン、Kuschinsky、シュロック、＆Vetterlein、1986クラーク・ソコロフ、1994）の.

酸素はヘモグロビンに付着した脳血管を通して輸送されます。ヘモグロビンに酸素が含まれている場合はオキシヘモグロビンといい、酸素がない場合はデオキシヘモグロビンと言います。したがって、脳の活性化が始まると、局所的にオキシヘモグロビンが増加し、デオキシヘモグロビンが減少します。.

このバランスが脳内に磁気的変化をもたらし、それがMR画像で収集されるものです。.

知られているように、血管内酸素はヘモグロビンに結合して輸送される。このタンパク質が酸素で一杯になるとオキシヘモグロビンと呼ばれ、放出されるとデオキシヘモグロビンに変換されます。.

脳活性化の間、動脈および毛細血管のオキシヘモグロビンの局所領域の増加があるであろう、しかし、デオキシヘモグロビンの濃度は、上で説明したように、組織酸素輸送の減少のために減少するであろう。.

その常磁性のために、デオキシヘモグロビンの濃度がこのように低下​​すると、fMRI画像のシグナルが増加します。.

要約すると、ＭＲＩは、ＢＯＬＤ効果によって血中酸素の血行動態変化を識別することに基づいているが、血流レベルは、画像化および灌流およびＡＳＬなどの方法によって間接的に推測することもできる（Ａ．動脈スピンラベリング）.

効果のメカニズムBOLD

今日最も使用されているＭＲＩ技術は、太字効果に基づいて実行されるものである。この技術は、ヘモグロビン（Hb）に生じる磁気的変化のおかげで血行力学的変化を識別することを可能にします。.

この効果は非常に複雑ですが、できるだけ簡単に説明します。.


この効果を最初に説明したのは、小川と彼のチームでした。これらの研究者たちは、Hbに酸素が含まれていないとデオキシヘモグロビンは常磁性である（磁場を引き付ける）が、完全に酸素化された（oxyHb）が変化して反磁性になる（磁場をはじく）と気づいた、1992）.

デオキシヘモグロビンがより多く存在すると、局所磁場が変化し、核がそれらの元の位置に戻るのに必要な時間が短くなるので、より低いＴ２シグナルがあり、逆に、より多くのオキシＨｂが核の回復を遅くする。マイナス符号T2を受け取る.

要約すると、BOLD効果のメカニズムによる脳活動の検出は次のように行われます。

  1. 特定の領域の脳活動が増加する.
  2. 活性化されたニューロンはエネルギーのために酸素を必要とします.
  3. 活動的なニューロンの周りの領域は酸素を失います、それ故、初めに、デオキシヘモグロビンは増加し、T2は減少します.
  4. 時間が経過すると（6〜7秒）、ゾーンが回復してoxyHbが増加するため、T2は増加します（1.5 Tの磁場を使用して2〜3％）。.

機能的磁気共鳴

効果BOLD機能的磁気共鳴画像法（fMRI）のおかげで行うことができます。関数は安静時だけでなく、実行されたときに脳活動を測定することができることにより、それがMRIで行われている間最初に、参加者が運動を行っていることで乾燥する機能的MRI用造影MRI、.

演習は2つの部分で構成されています。最初の参加者はタスクを実行し、次に休憩中は休憩します。 ｆＭＲＩ分析は、タスクの実行中および休止時間中に受信された画像とボクセルとを比較することによって実行される。.

それゆえ、この技術は機能的活動と脳の解剖学的構造とを高精度で関連付けることを可能にし、これはEEGまたは脳磁図のような他の技術では起こらないことである。.

fMRIのは、非常に正確な技術であるが、間接的に脳活動を測定し、複数の要因が、このような磁場又は後処理の特徴として、患者または外部に内部かどうかを、取得したデータと干渉することができ、結果を変更します.

実用的な情報

このセクションでは、MRI検査に参加する必要がある場合に、患者または健康管理のいずれかに関心がある可能性があるいくつかの情報について説明します。.

RMは身体のほぼすべての部分で行うことができ、最も一般的なのは、腹部、頸部、胸部、脳や頭部、心臓、腰椎および骨盤です。それは、研究の私の分野に最も近いので、脳はここで説明します.

テストはどのように行われますか?

MRI検査は、専門のセンターで、病院、放射線センター、研究所などの必要な施設で実施する必要があります。.

最初のステップは適切に服装をすることです、あなたは彼らがMRIを妨害しないようにあなたは金属を持っているすべてのものを削除する必要があります.

それからあなたはスキャナーである一種のトンネルに挿入されている水平面上に横たわるように頼まれるでしょう。いくつかの研究はあなたがある方法で横になることを要求します、しかし、通常、それは通常直立です.

MRIは一人ではありませんに行われている間、医師や機械を制御人は通常、MRI接続リビングルームで起こるすべてを見るためにウィンドウを持って保護された磁場中に配置されます。 MRIが行われている間、すべてがうまくいけば、この部屋には、担当者が見ることができるモニターを持っています.

テストは30分から60分の間続きますが、特にfMRIの場合は長時間かかることがあります。この場合は、MRIで脳活動が検出されている間に指定した運動を実行する必要があります。.

テストの準備方法?

MRI検査を行うべきだと言われたら、医師は、次のようなMRIを妨害する可能性のある金属製の器具が体内にないことを確認する必要があります。

  • 人工心臓弁.
  • 脳動脈瘤用クリップ.
  • 除細動器または心臓ペースメーカー.
  • 内耳へのインプラント（蝸牛）.
  • 腎症または透析.
  • 最近設置された人工関節.
  • 血管ステント.

また、例えば、あなたがあなたの目や鼻孔に金属粒子があるかどうかを調べるために調査が必要になるかもしれないので、あなたが金属で働いたならば、あなたは医者に話すべきです。.

閉所恐怖症（限られたスペースを恐れて）を患っている場合は、医師に通知する必要があります。可能であれば、医師から体から離れた開放型MRIの実施をお勧めします。それが不可能であり、そしてあなたが非常に心配であるならば、あなたは抗不安薬または睡眠薬を処方されるかもしれません。.

検査当日は、検査前の約4〜6時間前に飲食をしてはいけません。.

これらはRMを妨害する可能性があるため、研究に最低限の金属アイテム（宝石類、時計、携帯電話、お金、クレジットカードなど）を持参しようとする必要があります。あなたがそれらを取る場合は、RMマシンが配置されている部屋の外にそれらをすべて残す必要があります.

それはどのように感じますか?

MRI検査は完全に無痛ですが、少し面倒なことや不快なことがあります。.

まず第一に、それはあなたが長い間閉鎖空間に横たわっていなければならないときに不安を引き起こす可能性があります。さらに、それは画像にエラーを引き起こすことができないので、マシンはできるだけ静止している必要があります。あなたがそのような長い時間静止することができないならば、あなたはあなたをリラックスさせるために何らかの薬を与えられるかもしれません.

第二に、あなたが耳栓を着用することができる音を減らすために、常に前もってあなたの医者に相談することで、機械は厄介であることができる一連の連続した騒音を作り出します.

機械には試験担当者と連絡を取ることができるインターコムがあるので、異常と思われるものがあればそれを相談することができます.

検査を行った後は家に帰ることができ、あなたが望むならば食事をして通常の生活をすることができるので、入院する必要はありません。.

それは何のために行われますか？?

MRIは、他の検査や証拠と共に、診断を下したり、病気にかかっている人の状態を評価するために使用されます。.

取得する情報は、共鳴が行われる場所によって異なります。脳の磁気共鳴は、以下の症状に特徴的な脳の徴候を検出するのに役立ちます。

  • 脳の先天異常
  • 脳内出血（くも膜下出血または頭蓋内出血）
  • 脳感染症
  • 脳腫瘍
  • ホルモン障害（末端肥大症、乳汁漏出症、クッシング症候群など）
  • 多発性硬化症
  • ストローク

さらに、次のような状態の原因を特定することも役に立ちます。

  • 筋力低下またはしびれ感およびチクチクする音
  • 思考や行動の変化
  • 難聴
  • 他の症状や徴候がある場合は頭痛
  • 話すのが難しい
  • 視力の問題
  • 認知症

リスクはありますか?

磁気共鳴は磁場を使用しており、放射線とは異なり、いかなる種類の損傷を引き起こす研究ではまだ見つかっていません。.

造影剤の使用を必要とするコントラストMRI検査は通常ガドリニウムを用いて行われます。この染料は非常に安全で、アレルギー反応はめったに起こりませんが、腎臓の問題を抱えている人々にとっては有害です。したがって、腎臓に問題がある場合は、試験を実施する前に医師に連絡してください。.

人が心臓ペースメーカーやインプラントなどの金属製装置を携帯している場合、磁気MRイメージングは​​危険な場合があります。.

さらに、磁界がそれらを動かし、有機的または組織の損傷を引き起こす可能性があるので、あなたの体の中の金属片の危険があるならば、研究は実行されなければなりません。.

参考文献

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