CTとMRIの違い しくみと使い分け

CTとMRIの違いとは、CTがX線の通りにくさを、MRIが強い磁石と電波で体の水や脂肪から返ってくる信号を画像にする、という写しているものの違いです。そのため骨と出血はCT、脳の中身のちがいはMRIが得意になります。MRIのきほんの入り口として、研修医のハジメくんと2つを見くらべます。

先に結論

  1. CTはX線の通りにくさ、MRIは強い磁石と電波で体の水や脂肪から返ってくる信号を画像にする。MRIは被ばくがない。
  2. CTは速くて骨と出血に強い。MRIは脳の中身のちがい・骨髄・後頭蓋窩が得意で、好きな向きで撮れる。
  3. MRIは撮り方を変えると同じものが白にも黒にもなる。「T2強調像で白い」のように撮り方とセットで言う。

目的から読む: しくみの違い / 脳の見え方の違い / 骨と骨髄 / 撮り方で白黒が変わる / 撮れる向き / 使い分け

CTとMRIの違いとは: 写しているものがちがう

CTはX線の通りにくさ、MRIは体から返ってくる電波を画像にしています。MRIはX線を使わないので、被ばくがありません。

ハジメハジメ(研修医)
先生、MRIってCTのくわしい版ですよね。X線を強くして、時間をかけて撮る感じで。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そう思う人は多いんです。でも、MRIはX線を使っていません。何を使うと思いますか?
ハジメハジメ(研修医)
えっ…名前のMは、マグネット…磁石ですか?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
正解です。強い磁石の中で電波を当て、体から返ってくる電波を集めます。
ハジメハジメ(研修医)
返事をするのは、体の何なんですか?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
おもに、水と脂肪の中の水素です。
図1 CTとMRIのしくみ CTは体を通りぬけたX線の量から通りにくさを地図にする。MRIは磁石の中で電波を当て、水や脂肪の水素が返す電波を画像にする。
図1 CTとMRIのしくみ CTは体を通りぬけたX線の量から通りにくさを地図にする。MRIは磁石の中で電波を当て、水や脂肪の水素が返す電波を画像にする。

CTは、体を通りぬけたX線の量から、場所ごとの通りにくさ(CT値)を計算して白黒の地図にします。MRIは、強い磁石の中で電波を当て、水や脂肪の中の水素が返す電波を集めて画像にします。CT値と白黒の決まり方は、#1 CT値とウィンドウとはで確かめられます。

ハジメハジメ(研修医)
写しているものが、そもそも別なんですね。
マサマサ(技師)
…MRI担当のマサです。むかしは「NMR(核磁気共鳴)」と呼ばれていたんですよ。
ハジメハジメ(研修医)
「核」が付いていたんですか?
マサマサ(技師)
…「核」がこわがられるので病院では外した、という話です。放射線は出ないんですけどね。

同じ頭をCTとMRIで見ると、何が違う?

いちばん違うのは、頭の骨の色と、灰白質と白質の境目のくっきりさです。頭の骨はCTで白く、MRIでは黒く見えます。

ごろ〜ごろ〜(指導医)
同じ高さの頭を、CTとMRIのT2強調像でくらべます。どこが違うと思いますか?
図2 同じ高さの頭のCTとMRI(T2強調像) 頭の横断の模式図。頭の骨はCTで白く、MRIでは黒い線になる。灰白質と白質の境目は、MRIのほうがはっきり分かれて見える。
図2 同じ高さの頭のCTとMRI(T2強調像) 頭の横断の模式図。頭の骨はCTで白く、MRIでは黒い線になる。灰白質と白質の境目は、MRIのほうがはっきり分かれて見える。
ハジメハジメ(研修医)
骨が逆です!CTではまっ白なのに、MRIでは黒い線になっています。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
よく見ていますね。脳のほうはどうですか?
ハジメハジメ(研修医)
MRIのほうが、脳のしわがくっきりしています。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そこがMRIの強みです。やわらかい組織どうしの違いを、大きく分けられるんです。

CTでは、灰白質と白質のCT値の差が小さいので、境目は淡くしか見えません。MRIは、組織ごとの水や脂肪の性質の違いを大きな白黒の差にできるので、灰白質と白質がはっきり分かれます。

骨はCT、骨の中身(骨髄)はMRI

骨のかたい所(皮質骨)はCTで白く、MRIでは黒く見えます。MRIで黒いのは、かたい所には信号のもとになる水や脂肪がほとんどないからです。

ハジメハジメ(研修医)
先生、MRIで骨が黒いなら、MRIでは骨は見えないんですか?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
かたい所は黒いままです。では、骨の中には何が入っていますか?
ハジメハジメ(研修医)
…骨髄ですか?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そうです。骨髄の脂肪はT1強調像で白く写るので、骨の中身はMRIが得意です。
図3 頭の骨を拡大したCTとMRI(T1強調像) CTでは骨のかたい板が白く、頭皮の脂肪は黒っぽく写る。大人のT1強調像ではかたい板が黒く、そのあいだにはさまれた骨髄の脂肪が白い線に見える。
図3 頭の骨を拡大したCTとMRI(T1強調像) CTでは骨のかたい板が白く、頭皮の脂肪は黒っぽく写る。大人のT1強調像ではかたい板が黒く、そのあいだにはさまれた骨髄の脂肪が白い線に見える。

頭の骨は、外側と内側のかたい板のあいだに骨髄がはさまった形です。CTではかたい板が白く、大人のT1強調像ではかたい板が黒く、まん中の骨髄の脂肪が白い線に見えます。

ハジメハジメ(研修医)
じゃあ、頭のけがで骨折を探すなら、どちらですか?
マルオマルオ(技師)
撮る側からのひとことです!細かい骨折や、頭のけがの出血さがしは、まずCTが早いです!
ハジメハジメ(研修医)
どれくらい早いんですか?
マルオマルオ(技師)
頭なら、寝てもらってから数分で終わりますよ!
ハジメハジメ(研修医)
MRIはどれくらいかかりますか?
マサマサ(技師)
…頭だと何種類も撮るので、15〜30分くらいが多いです。施設と内容によりますけど。

時間は代表的な目安です。急いで出血を探したい頭のけがは、短い時間で撮れるCTから始めることが多くなります。

MRIは撮り方(シーケンス)で白黒が変わる

MRIは、撮り方(シーケンス)を変えると、同じものが白にも黒にもなります。そのため1回の検査で、目的に合わせて何種類も撮ります。

ハジメハジメ(研修医)
先生、CTは1回撮ったら、ウィンドウを変えて見るだけでしたよね。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そうですね。MRIは、撮り方そのものを変えます。たとえば水は何色だと思いますか?
ハジメハジメ(研修医)
水なら、いつも黒…ですか?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そこが落とし穴です。水は、ある撮り方では黒、別の撮り方では白になります。
図4 1回のMRI検査で撮る4つの撮り方 同じ高さのT1・T2・FLAIR・拡散強調像の模式図。脳室の水は撮り方で白にも黒にもなり、新しい脳梗塞の目立ち方も変わる。
図4 1回のMRI検査で撮る4つの撮り方 同じ高さのT1・T2・FLAIR・拡散強調像の模式図。脳室の水は撮り方で白にも黒にもなり、新しい脳梗塞の目立ち方も変わる。

頭のMRIでよく撮る4つの撮り方

撮り方 脳室の水 おもに見るもの くわしくは
T1強調像 黒 形(解剖)・脂肪は白 #27
T2強調像 白 水の多い病変 #27
FLAIR像 黒(水の信号を消す) 脳室のまわりや脳の表面の病変 #28
拡散強調像 黒 新しい脳梗塞(白く光る) #29

だからMRIの白黒は「MRIで白い」ではなく、「T2強調像で白い」のように撮り方とセットで言います。

ハジメハジメ(研修医)
拡散強調像だと、病変がとくに強く光っていますね。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
拡散強調像は、新しい脳梗塞を見つけるのが得意な撮り方です。
ハジメハジメ(研修医)
白く光ったら、新しい脳梗塞と決めていいですか?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そこは、ADCという画像と合わせて確かめます。くわしくは#29でやりましょう。

拡散強調像では、もとからT2強調像で白いものも白く写ることがあります(T2 shine-through)。ADCで黒い(値が低い)かどうかを合わせて見るのが基本です。T1・T2・FLAIR・拡散強調像は、#27から1回ずつ見ていきます。部位ごとの撮り方と読み方は、MRIの基本まとめで一覧できます。

MRIは好きな向きで撮れる: 矢状断と後頭蓋窩

CTは輪切りで撮ってからほかの向きを作り直しますが、MRIははじめから好きな向きの断面で撮れます。頭では、まん中を縦に切った矢状断もよく撮ります。

ごろ〜ごろ〜(指導医)
CTで冠状断や矢状断を見るとき、どうやって作っていましたか?
ハジメハジメ(研修医)
輪切りで撮ったデータから、MPRで作り直していました。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そうです。MRIは、はじめからその向きで撮ることができます。
図5 断面の作り方の違い(CTとMRI) CTは輪切りで撮ったデータから、冠状断や矢状断をあとで作り直す。MRIははじめから、斜めを含めて好きな向きの断面を撮れる。
図5 断面の作り方の違い(CTとMRI) CTは輪切りで撮ったデータから、冠状断や矢状断をあとで作り直す。MRIははじめから、斜めを含めて好きな向きの断面を撮れる。

MRIは、斜めの向きも含めて、見たい形に合わせた面を選んで撮れます。CTの作り直し(MPR)は#7 スライス厚・MPR・再構成関数とは、断面の向きの名前は#2 横断・冠状断・矢状断とはで確かめられます。

図6 MRIの矢状断(T1強調像) 頭のまん中を縦に切った模式図で、画面の左が顔(前)、上が頭のてっぺん。脳梁・脳幹・小脳・下垂体の位置関係が1枚で見られる。
図6 MRIの矢状断(T1強調像) 頭のまん中を縦に切った模式図で、画面の左が顔(前)、上が頭のてっぺん。脳梁・脳幹・小脳・下垂体の位置関係が1枚で見られる。
ハジメハジメ(研修医)
矢状断だと、脳幹と小脳のあたりが見やすいです。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
CTでは、そのあたりはどうでしたか?
ハジメハジメ(研修医)
骨のすじが重なって、見にくかった気がします。
ごろ〜ごろ〜(指導医)
そうなんです。後頭蓋窩は、MRIが得意な場所です。
図7 後頭蓋窩のCTとMRI 脳幹と小脳の高さの横断の模式図。CTでは周りの厚い骨から出るすじが重なりやすく、MRIではすじが出にくいので中身が見やすい。
図7 後頭蓋窩のCTとMRI 脳幹と小脳の高さの横断の模式図。CTでは周りの厚い骨から出るすじが重なりやすく、MRIではすじが出にくいので中身が見やすい。

頭の後ろの下のほう(後頭蓋窩)は厚い骨に囲まれていて、CTでは骨から出るすじ(アーチファクト)が重なりやすい場所です。MRIはこのすじが出にくいので、脳幹や小脳を見やすくなります。骨のすじと病気の見分け方は、#8 CTのアーチファクトの基礎で見られます。

CTとMRIの使い分け: どちらを先に撮る?

速さ・骨・出血ならCT、やわらかい組織のちがい・骨髄・後頭蓋窩ならMRIが目安です。どちらを先にするかは、症状と知りたいこと、施設の決まりで決めます。

CTとMRIのくらべ表

くらべること CT MRI
写すもの X線の通りにくさ(CT値) 磁石と電波で、水や脂肪の水素から返る信号
被ばく ある(#9) ない
時間(頭の目安) 数分 15〜30分くらい
音 比較的静か 大きな音がする
得意なこと 骨のかたい所・急ぐときの出血さがし 灰白質と白質などやわらかい組織のちがい・骨髄・後頭蓋窩
白黒の決まり方 CT値で決まり、ウィンドウで見え方を変える 撮り方(シーケンス)で変わる
断面 輪切りで撮り、MPRで作り直す はじめから好きな向きで撮れる
入る前の確認 造影するときは腎機能・副作用歴など 体の中の金属・植込み機器
ハジメハジメ(研修医)
先生、被ばくがないなら、全部MRIでいいのでは…?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
MRIで困ることは何だと思いますか?
ハジメハジメ(研修医)
時間がかかるのと…音が大きいことですか?
ごろ〜ごろ〜(指導医)
それと、体の中の金属や植込み機器は、入る前に欠かさず確かめます。

具合の悪い人を長い時間、狭い装置の中に入れておくのは大変です。MRIの部屋には強い磁石があるので、入る前に金属や植込み機器の確認(スクリーニング)をします。米国放射線専門医会(ACR)の安全の指針も、この確認の手順をまとめています(Greenberg 2020)。

受けられない人や注意が要る機器はMRIの禁忌一覧、ペースメーカーや人工関節など身近な金属ごとの目安はMRIと金属で確かめられます。安全の話は、第4部の最後の回でもくわしくやります。

ハジメハジメ(研修医)
MRIを頼むとき、気をつけることはありますか?
マサマサ(技師)
…依頼に「何を知りたいか」を書いてもらえると、撮り方を選べるので助かります。
ハジメハジメ(研修医)
撮り方が何種類もあるから、なんですね。

よくある勘違い

Q. MRIはX線を強くしたくわしいCT?

いいえ。MRIはX線を使わず、強い磁石と電波で画像を作ります。被ばくはありませんが、体の中の金属や植込み機器の確認が要ります。

Q. MRIのほうが何でもよく見える?

いいえ。骨のかたい所や、急ぐときの出血さがしはCTが得意です。症状と知りたいことで選びます。

Q. MRIの白黒もCT値のように決まっている?

いいえ。MRIの白黒は撮り方で変わります。だから「MRIで白い」ではなく「T2強調像で白い」のように、撮り方とセットで言います。

今日のまとめ

  1. CTはX線の通りにくさ、MRIは磁石と電波で体の水や脂肪からの信号を見る。MRIは被ばくがない。
  2. CTは速くて骨と出血に強い。MRIはやわらかい組織どうしのちがいに強く、好きな向きで撮れる。
  3. MRIは撮り方で白黒が変わるので、「何強調像で白いか」をセットで言う。

参考文献

  1. ACR Committee on MR Safety; Greenberg TD, Hoff MN, Gilk TB, et al. ACR guidance document on MR safe practices: Updates and critical information 2019. J Magn Reson Imaging. 2020;51(2):331-338. PubMed

症例画像は各図の引用元のとおりです。

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