導入
磁気共鳴画像法( MRI ) は、比較的最近 (1980 年代初頭) の非侵襲的医用画像技術であり、生体の 2D または 3D ビューを取得できるようになります。特に、中枢神経系（脳および脊髄）、筋骨格系、心臓血管の画像化、および腫瘍の画像化に適用されます。 MRI は、当初はサンプルの化学組成の分析など、化学分析 (NMR 分光分析) のニーズのために開発された核磁気共鳴(NMR) 技術に基づいています。 MRI の正式名称は実際には MRIN (核磁気共鳴画像法) ですが、「核」という用語 (「水素原子核」または陽子から) は省略されることがよくあります。この省略は主に、核という言葉を電離放射線 (放射能) と誤って結びつけることが多い患者を怖がらせるのを避けることを目的としています。
高周波電磁波の組み合わせを身体の一部に適用し、特定の原子(特に水素) によって再放射される信号を測定することにより、化学組成を決定し、したがって身体の各点における生体組織の性質を決定することができます。磁場勾配が適用された体積。これは MRI で使用される原理です。
シーケンスが異なるため、CT よりも高いコントラストで軟組織を観察できます。一方、MRI では、水素が不足している骨皮質 (「硬い」組織) の研究はできません。したがって、病変周囲の浮腫のみが観察できる骨折の詳細な検索もできません。
MRI 装置はスキャナーと呼ばれることもありますが、フランス語では CT スキャナーと混同されます。後者（および PET などの他の画像技術）とは異なり、MRI 検査は侵襲的ではなく、被験者に放射線を照射しません。したがって、特に認知神経科学や社会神経科学における生物医学研究にとって好ましいツールとなっています。 1990 年代以降、脳のさまざまな領域の活動を測定できる機能的MRI 技術により、実際、思考の神経生物学的基礎の研究において大きな進歩が可能になりました。
歴史
MRI の原理は、1946 年にフェリックス・ブロックとエドワード・ミルズ・パーセルによって記述された、原子核の磁気モーメントと外部磁場の間の結合に関連する核磁気共鳴 (NMR) 現象に基づいています。 1970 年代初頭、NMR、特に分光学における数多くの発展により、この技術の新たな応用が示唆されました。したがって、レイモンド・ヴァハン・ダマディアンは 1969 年に NMR を医療目的で使用することを提案し、NMR 分光法により腫瘍の検出が可能であることを実証して彼の提案を支持しました。
1973 年に大きな進歩が見られました。トモグラフィーで使用される画像再構成手法に触発され、ポール ローターバーは、勾配の原理を使用して NMR に基づいて初めて「イメージング」(彼がゼウグマトグラフィーと呼んだ) を実行しました。二次元オブジェクトの「仮想セクション」のイメージ。同時に、しかし独立して、ピーター マンスフィールドは同様の方法を提案し、1977 年に比較的短時間で多数の画像を取得できるエコー プラナー イメージング技術を導入しました。 MRI によって研究されたことが一般に知られている最初の物体は、2 本の毛細管でのテストの結果、トウガラシでした。
その後の数年間で、この技術は急速に進化しました。特にコンピューティングとエレクトロニクスの進歩のおかげで、計算時間の点でコストのかかる数値的手法の実装が可能になりました。そこで 1975 年に、Richard R. Ernst は、フーリエ変換を使用して MRI 信号の周波数および位相コーディングを解析することを提案しました。
人間の組織の最初の画像は 1975 年にマンスフィールドによって作成されました。 1977 年に、生きた人体の最初の画像がダマディアンによって作成され、ダマディアンはその後最初の商用機器の製造を指揮しました。
MRI 分野における主な革新は、ヘモグロビンの磁性に関するライナス・ポーリングとチャールズ・コリエルの研究を小川誠治が再開することによってもたらされるでしょう。実際、酸素化された血液から発せられる MRI 信号は、脱酸素化された血液からの信号とは異なります。したがって、この特性により、小川、ジョン ベリボー、ピエール バンデッティーニは1992 年に機能している脳の最初の画像を生成することができました。視覚刺激に応じて、後頭葉の視覚領域における脳血流の増加を測定することができました。この血行力学的反応の測定は、現代の認知神経科学の中心的なツールである機能的磁気共鳴イメージングの機能の基礎です。
数年間の進化を経て、MRI は医療画像分野において強力な技術となり、常に発展しています。 「磁気共鳴画像法に関する発見」が評価され、ピーター・マンスフィールドとポール・ローターバーは2003年にノーベル生理学・医学賞を受賞した。