【MRI装置更新】Philips社装置とSiemens社装置の違い③
記事の監修医師
【略歴】
熊本大学医学部卒業
【資格/役職】
放射線診断専門医 医学博士
株式会社ワイズ・リーディング 代表取締役兼CEO
医療法人社団 寿量会 熊本機能病院 画像診断センター長
熊本大学医学部 臨床教授
画像クオリティの奥深さ。「オフセンターの脂肪抑制ムラ」の謎に迫る
最新機導入で見えてきた「画像クオリティ」の奥深さ
第1回では操作画面やルールの違いによるカルチャーショック、第2回では最新1.5T装置（Siemens MAGNETOM Altea）がもたらした検査時間の短縮と静音性について紹介してきました。
新装置が稼働して数か月。操作にも慣れ、検査枠の運用もスムーズになってきた頃、私たち技師の関心は「使いやすさ」から「画像クオリティの細かな検証」へと移っていきました。
日々の撮像画像を見比べていく中で、MRIを担当する技師たちが、ある興味深い現象に気づきました。
「手関節や肩関節など、アイソセンター（磁場中心）から離れた部位を撮影したとき、Siemensの装置の方が脂肪抑制のムラが目立ちやすくないか……？」
もちろん、Philips Ingenia 3.0TとSiemens MAGNETOM Altea 1.5Tでは、静磁場強度（3.0Tと1.5T）が異なり、メーカーごとに採用している技術や設計思想にも違いがあります。
しかし、単に「1.5Tだから」という一言で片付けるには、MRIならではの興味深い物理的・技術的な背景があります。
今回は連載の締めくくりとして、技師の視点から、この「オフセンターにおける脂肪抑制ムラ」の原因を物理的な原理と装置の技術的な違いから考えていきます。
技術的考察①：静磁場強度（B0）とケミカルシフトの関係
まず注目したいのが、静磁場（B0）の違いによるケミカルシフト（水と脂肪の共鳴周波数の差）です。
MRIでは、水と脂肪の共鳴周波数がわずかに異なる性質を利用して、脂肪信号だけを選択的に抑制する撮像方法があります。
代表的なものが、SPAIR、SPIR、FatSatなどの周波数選択型脂肪抑制法です。
水と脂肪の共鳴周波数差は、静磁場強度に比例して大きくなります。
- 3.0T（Philips Ingenia）： 約440Hz
- 1.5T（Siemens Altea）： 約220Hz
つまり、3.0Tでは水と脂肪の周波数差が約440Hzあるのに対し、1.5Tでは約220Hzと半分になります。
この違いが脂肪抑制にどのような影響を与えるのでしょうか。
周波数選択型の脂肪抑制では、脂肪の共鳴周波数に合わせてRFパルスを照射し、脂肪信号を抑制します。
しかし、ここで問題になるのが静磁場（B0）の不均一性です。
B0が均一でない場所では、水と脂肪の共鳴周波数が本来の位置からずれてしまいます。その結果、脂肪を狙ったRFパルスが適切に作用しなくなり、脂肪抑制が不十分になることがあります。
特に1.5Tでは、水と脂肪の周波数差が3.0Tの半分です。そのため、同じ周波数のズレが生じた場合、両者の周波数差に対する影響は相対的に大きくなります。
さらに、アイソセンターから離れた部位では、撮影位置や撮像範囲、患者さんの体格などによってB0の不均一性が問題になることがあります。
こうした条件が重なることで、脂肪抑制のムラが発生しやすくなると考えられます。
つまり、今回感じたオフセンターでの脂肪抑制不良には、磁場強度だけでなく、撮影位置やB0の均一性など、複数の要因が関係している可能性があります。
技術的考察②：RF高周波磁場（B1）の均一性とメーカーごとの技術的な違い
「では、1.5Tだから仕方がないのか？」
実は、話はそう単純ではありません。
ここで重要になってくるのが、B0（静磁場）の均一性だけでなく、B1（RF照射磁場）の均一性です。
B0とB1は、どちらもMRIの画像品質に関係しますが、役割が異なります。
- B0： 水や脂肪の共鳴周波数に関係する静磁場
- B1： RFパルスによって核磁化を励起・反転させるための高周波磁場
B0が不均一になると周波数選択型脂肪抑制のターゲットがずれやすくなり、B1が不均一になると、場所によってRFパルスの作用が変わり、脂肪抑制の効き方にも影響することがあります。
また、B0の均一性を整えるために行うのが「シミング」です。
シミングは、撮影する範囲の静磁場をできるだけ均一にするための補正作業です。
実際に両メーカーの装置を使用していると、こうした磁場の制御や撮像条件の調整についても、それぞれの特徴が見えてきます。
① Philips（Ingenia 3.0T）のアプローチ：MultiTransmitによるRF照射の制御
PhilipsのIngeniaシリーズには、MultiTransmitというRF送信技術が搭載されています。
これは、複数のRF送信チャンネルを利用し、それぞれのRFパルスの位相や振幅を調整することで、RF照射の均一性を改善する技術です。
特に3.0Tでは、磁場強度が高くなることでRFの波長が短くなり、人体内でB1の不均一が生じやすくなります。
MultiTransmitは、こうした3.0T特有のB1不均一を改善するための技術として活用されています。
ただし、MultiTransmitはB1の均一性を改善するための技術であり、B0の不均一を直接補正するシミングとは役割が異なります。
また、オフセンター撮影における脂肪抑制の安定性は、撮影部位やコイル、撮像条件などにも左右されます。
実際に使用している中で、PhilipsのIngeniaではオフセンター撮影時にも比較的安定した脂肪抑制が得られるケースがあり、この点は興味深いと感じています。
② Siemens（MAGNETOM Altea）のアプローチ：シミングと撮像条件の最適化
一方、SiemensのMAGNETOM Alteaにも、自動シミングをはじめとする磁場均一性を改善する機能が備わっています。
しかし、実際の撮影では、アイソセンターから離れた部位や、磁場の不均一が生じやすい部位において、脂肪抑制のムラが気になるケースがありました。
特に手関節や肩関節などでは、撮影位置やシム範囲の設定によって画像の仕上がりが変わることがあります。
ここで重要になるのが、シミングを行う範囲です。
自動シミングを行う際も、撮影したい部位を適切にシム範囲に含めることが大切です。
例えば、手関節を撮影する場合、シム範囲が目的部位から外れていたり、必要以上に広い範囲を設定していたりすると、十分な磁場均一性が得られないことがあります。
このような場合には、撮影部位に合わせてシム範囲を見直すことで、脂肪抑制の改善が期待できます。
つまり、メーカーによる技術の違いだけでなく、技師が撮影部位に応じて適切な条件を設定できているかどうかも、画像品質を左右する重要なポイントなのです。
PhilipsとSiemensの比較
| 比較項目 | Philips Ingenia 3.0T | Siemens MAGNETOM Altea 1.5T |
|---|---|---|
| 静磁場強度（B0） | 3.0T（周波数差：約440Hz） | 1.5T（周波数差：約220Hz） |
| RF送信技術 | MultiTransmit | 装置・コイル構成に応じたRF送信技術 |
| 脂肪抑制への影響 | B0・B1の均一性や撮像条件に依存 | B0・B1の均一性や撮像条件に依存 |
| オフセンター撮影 | 当院では比較的安定している印象 | 当院では条件によって抑制ムラが気になるケースがある |
| 技師側の工夫 | 撮影範囲やコイルに応じた条件設定 | シム範囲の調整や脂肪抑制法の選択 |
※上記は当院で使用している装置の比較と実際の使用感をまとめたものです。メーカーや磁場強度だけで脂肪抑制の優劣が決まるものではありません。
対策と工夫：違いを知るからこそ光る「技師の腕」
Siemens機でオフセンター撮影時に脂肪抑制のムラが気になることがあると分かってから、私たちの撮像に対する考え方も少し変わりました。
単に「ムラが出るね」と諦めるのではなく、撮像条件や撮影方法を工夫することが大切です。
実際に取り入れている工夫を紹介します。
① プレシム・シムボックスの適切な調整
Siemens機でオフセンター撮影を行う際は、自動シミングの結果だけでなく、シム範囲が目的部位に適切に設定されているかを確認します。
例えば、手関節の撮影では、目的部位を適切にシム範囲に含めることで、局所的なB0の均一性を改善できる場合があります。
撮影部位に合わせてシムボックス（Volume Shim）の位置や範囲を調整することがポイントです。
② シーケンスの選択を切り替える（Dixon法の活用）
周波数選択型の脂肪抑制（SPAIRやFatSatなど）でムラが気になる場合には、Dixon法の活用も有効な選択肢です。
Dixon法は、水と脂肪の信号が異なる位相を持つ性質を利用し、水画像と脂肪画像を分離して再構成する撮像方法です。
周波数選択型の脂肪抑制とは異なる原理を利用するため、B0の不均一がある場合でも、比較的安定した脂肪・水分離が期待できます。
特に、オフセンター撮影や脂肪抑制ムラが生じやすい部位では、Dixon法に切り替えることで、均一な脂肪抑制画像が得られる場合があります。
ただし、Dixon法も磁場不均一の影響を完全に受けないわけではなく、撮像条件や画像再構成の設定によっては水・脂肪の入れ替わり（Water-Fat Swap）などが発生することもあります。
そのため、撮影目的や部位に応じて適切な方法を選択することが重要です。
装置の特徴や弱点を理解し、パラメータや撮像方法を最適化する。
こうした積み重ねこそが、放射線技師の知識と技術の見せ所だと感じています。
おわりに：2台体制がもたらした「画像への探求心」
全3回にわたり、Philips社製 Ingenia 3.0TとSiemens社製 MAGNETOM Altea 1.5Tという、メーカーも磁場強度も異なる2台体制のリアルをお届けしてきました。
今回の連載を振り返ると、次のような変化がありました。
- 第1回：操作画面と命名ルールの違いVISTAとSPACEなど、メーカーごとの用語や操作方法の違いに戸惑った導入初期。
- 第2回：検査時間の短縮と静音性最新1.5T装置による高速撮像や静音化、患者さんと技師双方の負担軽減。
- 第3回：画像クオリティと磁場の物理的な違いB0・B1の均一性やシミング、脂肪抑制の仕組みについての技術的考察。
異なるメーカーの装置が並んだことで、私たちの中に生まれたのは、単に新しい装置を使いこなすという意識だけではありません。
「なぜ、この画像になるのか？」
「メーカーによって、なぜこんなに違いがあるのか？」
「どうすれば、もっと良い画像が撮れるのか？」
こうした疑問を持ち、装置の仕組みや撮像原理まで深く考える機会が増えました。
それぞれの装置には特徴があり、得意とする撮像方法や条件も異なります。大切なのは、どちらが優れているかを単純に比較することではなく、それぞれの強みを理解し、患者さんの状態や撮影部位、検査目的に応じて最適な撮像方法を選択することです。
装置が変われば、撮り方も変わる。そして、技師の知識や工夫によって、画像の可能性はさらに広がっていく。
今回の装置更新は、私たちにとって、日々の検査を見直し、画像の質をさらに追求する良い機会となりました。
当院のMRI検査室は、これからも技術の探求を止めず、患者さんと読影医の先生方に、より良い画像を届け続けていきます。
全3回にわたり、ご覧いただきありがとうございました！
