第1章 MRIとはどんなものなのか、全体像をみる

やさしいMRIの第1章は、「MRIとはどんなものなのか、全体像をみる」です。

MRIはMagnetic Resonance Imagingの略です。
MRIは、核磁気共鳴という原理を利用して、主に、水や脂肪などの成分を含む物質の内部の状態を可視化します。

MRIは、その原理を利用するさまざまな基礎的研究をはじめ、非破壊検査や医療（ひとや動物）にも利用されています。

やさしいMRIでは、これらの用途のうち、医療で利用することを前提として、解説を進めていきます。

MRIの画像はおおまかに、以下のようにして得られます。

• 患者が磁石の中に入る
• ラジオ波が送られる
• ラジオ波が切られる
• 患者から信号がでてくる
• 画像ができる

もう少し詳しく見てみよう

患者がMR装置の磁石の中に入った時に何が起こっているのでしょうか？ここからはこの問いについて考えていくために、原子の話からしていきたいと思います。

よく知られていること

• 原子（アトム）は一つの核と電子の殻からできている。
• 核の中にはプラスの電荷を持った小さな粒子である陽子（プロトン）がある。

これらの陽子は小さな惑星に例えることができます。

自転する地球

陽子は地球のように、恒常的に一つの軸を中心にして回転しています。このことを、「陽子はスピンをもっている」ともいいます。陽電荷は陽子についていて、自然に陽子とともに回転します。

陽子と陽電荷

陽子は陽電荷をもっており、地球のように陽子は一つの軸を中心にして恒常的に回転し、固有の磁場をもっています。

陽電荷の回転により起こる磁場

ここで、電荷が動いているというのはどういうことかも考えてみます。

「電荷が動いている」つまりそれは電流のことです。

（電流（でんりゅう、英: electric current）は、電子に代表される荷電粒子の移動に伴う電荷の移動（電気伝導）のこと、およびその物理量として、ある面を単位時間に通過する電荷の量のこと）

さて、中学生以上の人なら、電流があると磁力あるいは磁場ができるということを理科で習ったのを覚えている人もいるでしょう。

このブログを書いている筆者は、忘れていましたが、、。

そうです。電流があるとそこには磁場があるのです。

このことはとても簡単に示すことができます。

錆びた釘を持ってコンセントに少しずつ近づけるとどうなるんでしょう（冗談です）。

あとは科学に基づく想像ですが、磁力で跳ね返され、釘をコンセントの中に入れられない力が働くことになるでしょう。

今回は、ここまでです。

今回覚えたことは、

• 陽子はスピンをもっており、陽子の電荷も動いている。
• 電荷が動くということは電流があるということであり、磁場ができているということである。
• 陽子は固有の磁場を持ち、一つの棒磁石のように考えられる（上記の図）。

次回は、陽子が外部の磁場に入ったあとの話をしましょう。

よい1日を！

※「やさしいMRI」の参考文献は原文がインターネットに公開されており、誰でも閲覧可能な「MRI made easy(…well almost)」です。
本ブログは、この原文を参考にまとめたものです。図も引用しています。なお、原作の複製や転売を目的としたものではありません。