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臨床工学技士国家試験
解説
ハイパーサーミア（温熱療法）は腫瘍組織をおおむね42℃以上（多くは42～45℃）に加熱し、腫瘍の熱感受性を利用して治療効果を得る。腫瘍は未熟な血管網で放熱が不十分なため熱がこもりやすく、正常組織よりも選択的に障害されやすい。連日の加温は細胞の熱ショックタンパク誘導などにより熱耐性（thermotolerance）を生じさせるため、一般に数日（48～72時間程度）間隔を空けて治療計画を組む。また、加温は抗がん剤に対する細胞内取り込みの増加やDNA修復阻害などを介して化学療法の作用を増強しうる。周波数帯としては、いわゆるRF加温は医療用では数MHz～数十MHz（例: 8、13.56、27.12、40.68 MHzなど）を用いるのが一般的で、300 MHz以上の帯域（例: 433 MHz、915 MHz、2.45 GHz）はマイクロ波加温に分類される。マイクロ波は組織内減衰が比較的大きく、単純適用では深部到達性に限界があり、浅在～中等度深さの加温に適することが多い。したがって、本設問では1、2、3が正しく、4と5は不正確である。
選択肢別解説
正しい。ハイパーサーミアは腫瘍組織を概ね42℃以上（多くは42～45℃）に加温して治療効果を得る。タンパク変性や膜機能障害、血流動態の差などにより腫瘍細胞が選択的に障害されやすい。
正しい。連日の加温は熱ショックタンパク誘導などにより熱耐性（thermotolerance）を生じ、治療効果が減弱する。一般にこの熱耐性は数日持続するため、治療間隔は48～72時間程度空ける計画が推奨されることが多い。
正しい。加温は細胞膜透過性の変化や腫瘍局所血流の変化、DNA修復阻害などを介して抗がん剤の効果を相乗的に高めうる（例: シスプラチン、ドキソルビシンなど）。化学療法との併用で作用増強が期待される。
誤り。RF加温法（容量結合・誘導結合など）では医療用に一般に数MHz～数十MHz帯（例: 8、13.56、27.12、40.68 MHzなど）を用いる。300 MHz～30 GHzはマイクロ波帯に相当し、RF加温ではなくマイクロ波加温の領域である。
誤り。マイクロ波は組織内での減衰が比較的大きく、単純適用では深部病巣への到達性は高くない。通常は浅在～中等度深さの加温に適し、深部加温にはRF容量結合法など他手法が用いられることが多い。
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解説
植込み型心臓ペースメーカは外部電磁界により過感知（オーバーセンシング）や出力抑制、モード切替などの誤作動を生じ得る。特にゲート型の電子商品監視装置（EAS）やRFID読取り機器は比較的強い電磁界を放射・漏洩する場合があり、近接・接触・長時間の滞在でリスクが高まる。また電磁調理器（IH）は誘導加熱に伴う強い低周波磁界が発生し、胸部が近づく姿勢では干渉の恐れがある。これらは影響を及ぼし得るため注意が必要である。一方、PHS端末や無線LAN機器は低出力で通常使用距離において影響は生じにくいとされ、一般的には特段の制限を要しない。従って、影響を及ぼすのはEAS機器、RFID読取り機器、電磁調理器である。
選択肢別解説
正しい（影響を及ぼし得る）。EAS（Electronic Article Surveillance）ゲートは低周波磁界やRFを用いる方式があり、強い電磁界がゲート付近で形成される。ペースメーカの誤感知や一過性抑制が報告されており、ゲートに寄りかからない・立ち止まらない・通路中央を速やかに通過するなどの回避策が推奨される。
正しい（影響を及ぼし得る）。RFID読取り機器はタグ通信のために電波を放射する。特にゲート型・据置型・高出力読取器の近傍では電界・磁界強度が高く、植込み部への近接で過感知等のリスクがある。設置環境では機器に近づき過ぎない、身体（植込み部）を直接かざさない等の配慮が必要である。
誤り（影響を及ぼさないと判断）。PHS端末は低出力（1.9GHz帯）で、通常の使用距離では植込み型心臓ペースメーカへの影響は生じにくいと評価されている。一般的な注意として植込み部位に密着させない等に留意すれば、特段の制限は不要とされる。
誤り（影響を及ぼさないと判断）。無線LAN機器（2.4/5GHz帯）は低出力であり、日常環境での通常使用距離ではペースメーカへの有意な干渉は報告されにくい。植込み部への密着など不自然な近接を避ければ、特別な制限は通常不要とされる。
正しい（影響を及ぼし得る）。電磁調理器（IH）はコイルに大電流を流して誘導加熱を行うため、調理面近傍に強い低周波磁界が発生する。胸部がコンロに近づく姿勢をとると過感知や出力抑制の恐れがあるため、植込み部を近づけない・無理な前屈や接触を避ける等の注意が必要である。
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解説
誤っているのは選択肢5。医用テレメータは電波法に基づく「医療用特定小電力無線局」などの枠組みで送信出力が厳格に制限されており、受信範囲拡大を目的に送信機の出力を任意に上げることはできない。受信範囲の改善は受信アンテナの最適配置、分配（分散）アンテナシステムや中継器の活用、見通し環境の改善、チャネル計画の見直しなどで行う。一方、携帯電話は無線リンク品質に応じて送信電力を制御し、受信状態が良いほど送信出力は小さくなる。院内では一般のME機器に対する携帯電話の推奨離隔距離は概ね1 mが目安とされる。無線LANは2.4 GHz帯など混雑帯を用いるため、広帯域ノイズを出し得る高周波治療機器や電気メス等のME機器によって干渉を受ける可能性がある。また医用テレメータは同一/隣接チャネルの設定や地理的近接により近隣病院との混信が起こり得るため、チャネル管理と連絡調整が必要である。
選択肢別解説
正しい。院内では一般のME機器に対する携帯電話の使用は、おおむね1 m程度の離隔を取る運用が推奨されている。これは携帯端末からの電磁波が機器に与える影響（EMI）を避けるための安全マージンであり、掲示や院内ルールでも広く採用されている（植込み型機器など個別の推奨距離は別途設定される）。
正しい。携帯電話は基地局との無線リンク品質に応じて上り送信電力を自動制御する。受信状態（リンク品質）が良い場合は必要最小限の送信出力で通信できるため出力は小さくなり、圏外に近いなど状態が悪いほど出力を上げてリンク維持を図る。
正しい。無線LAN（特に2.4 GHz帯）は他機器と周波数共用され、広帯域ノイズやスプリアスを発生し得るME機器（例：高周波手術装置、各種高周波治療装置など）の影響で通信品質が劣化する可能性がある。EMC（電磁両立性）の観点から、機器配置・運用上の配慮が求められる。
正しい。医用テレメータは限定されたチャネルを複数の医療機関が利用するため、地理的に近接した施設間で同一または隣接チャネルが用いられると混信の可能性がある。チャネル計画、アンテナ指向性・設置、出力規制順守、近隣施設との調整により混信リスクを低減する。
誤り。医用テレメータの送信出力は電波法の枠組みで厳格に上限が定められており、受信範囲拡大のために送信機の出力を任意に上げることはできない。カバレッジ改善は受信アンテナの追加・最適配置、分散アンテナ/中継器の導入、遮蔽物の回避、チャネル計画の見直し等で行うのが適切である。
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解説
悪性腫瘍の温熱療法（ハイパーサーミア）は、腫瘍組織をおおむね42～45℃に加温して細胞致死や増殖抑制を狙い、放射線療法・化学療法との併用で相乗効果が期待される。加温法には電磁波を用いる方法があり、マイクロ波は組織内での減衰が大きく浅在性腫瘍に適する一方、RF（ラジオ波）の容量結合法（キャパシティブ法）では対向する2電極で体部を挟み電流を流してジュール熱で加温し、深部加温にも用いられる。温熱負荷後は熱ショックタンパク質の誘導などによる熱耐性（サーマルトレランス）が短期間に発現し、その後数日で減弱するため、治療間隔は通常1週間程度あけて実施される。
選択肢別解説
誤り。治療的ハイパーサーミアでは、腫瘍の細胞致死効果を得るには一般に42～45℃程度の加温が必要とされ、39～40℃は不十分である。
誤り。マイクロ波は波長が短く生体内での減衰が大きいため浅在性腫瘍の加温に適する。深在性腫瘍の一般的加温法としては適さない（特殊な位相配列等の例外はあるが、一般論としては不適）。
正しい。RF波を用いる容量結合法（キャパシティブ加温）では、対向する2枚の電極で体部（腫瘍を含む組織）を挟み、電流を流してジュール熱を発生させて加温する。深部加温にも用いられる。なお、設問文の「加湿」は「加温」の誤記と考えられる。
正しい。温熱療法は放射線療法・化学療法との併用で相乗効果が得られる。温熱は血流改善やDNA修復阻害などを介して放射線感受性や薬剤感受性を高めることが知られている。
誤り。熱耐性は温熱負荷後比較的短時間（概ね24～48時間）で強く発現し、その後数日で減弱する。最大が「1週目」という表現は不適切で、むしろ熱耐性の減弱を待つ意味で治療は週1回程度の間隔で行われる。
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解説
CO2レーザは気体レーザで、一般に放電（直流・高周波・パルス放電）励起で発振する。医用の代表波長は $10.6\mu\text{m}$（遠赤外）で、水に極めて強く吸収されるため、組織表面でエネルギーが急峻に減衰し、切開・蒸散に優れる一方、深部への凝固は弱い。シリカ系光ファイバはこの波長をほぼ透過できないため、導光は多関節ミラーアーム（マニピュレータ）が基本である。従って波長・吸収特性・伝送方式に関する選択肢は正しいが、太い動脈（内径2 mm）レベルの出血制御は困難であり不適切である。
選択肢別解説
誤り。CO2レーザは気体レーザで、一般に放電励起（直流・高周波・パルス放電）を用いる。フラッシュランプ励起は主として固体レーザ（例：Nd:YAG）で用いられる方式であり、CO2レーザの標準的励起法ではない。
正しい。医用CO2レーザの主発振線は $10.6\mu\text{m}$（遠赤外）である（他に $9.6\mu\text{m}$ 付近の遷移もあるが、一般的臨床機は $10.6\mu\text{m}$ を用いる）。
正しい。CO2レーザ光は水分（液体水・組織内水分）に強く吸収され、吸収係数が大きいため表層で急速に減衰する。その結果、表面選択的に加熱・蒸散・切開作用が得られる。
正しい。 $10.6\mu\text{m}$ はシリカガラスや水で強く吸収されるため一般的な光ファイバ伝送はできず、手術装置では多関節ミラーアーム（マニピュレータ）で導光するのが基本である（特殊な中空導波路等もあるが標準ではない）。
誤り。CO2レーザは切開・蒸散に優れるが深部凝固は弱く、太い動脈（内径2 mm）の拍動性出血を確実に止血するのは困難である。一般にこのレベルの動脈出血には結紮・クリップや凝固作用の強い他レーザ（Nd:YAG 等）・電気メスなどが適する。
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解説
本問は「装置から生体に物理的エネルギーを加えて計測するか」を問う。外部から超音波・X線・光などのエネルギーを生体に与え、その反射・散乱・透過などの応答を検出する方式は能動的計測に該当する。超音波診断装置は超音波パルスを送波して反射エコーを受信し、X線CT装置はX線を照射して透過線量を計測し断層再構成を行う。光トポグラフィ装置（近赤外分光法）は近赤外光を頭部表面から照射し、散乱・反射光からヘモグロビン濃度変化を推定する。これらはいずれも装置側からエネルギーを加える。一方、PETやSPECTは体内に投与した放射性医薬品から自発的に放出されるγ線を外部検出器で受動的に計測する方式であり、装置自体が生体へエネルギーを与えるわけではない。よって該当するのは1、2、5である。
選択肢別解説
正しい。超音波診断装置はトランスデューサから超音波パルス（機械的振動エネルギー）を体内に送波し、その反射（エコー）を受信・画像化する。装置が生体に物理的エネルギーを加える能動的計測である。
正しい。X線CT装置はX線管からX線（電磁放射線エネルギー）を被写体に照射し、透過したX線強度を検出して断層画像を再構成する。外部からエネルギーを与える能動的計測である。
誤り。PET装置は放射性医薬品を体内に投与し、体内で生じる陽電子消滅に伴う511 keVのγ線を外部検出器で検出する受動的計測である。装置から生体へエネルギーを照射して計測するわけではない。
誤り。SPECT装置は体内の放射性医薬品から放出されるγ線をガンマカメラで検出する受動的計測であり、装置が外部からエネルギーを生体に加えて計測する方式ではない。
正しい。光トポグラフィ装置（近赤外分光法、NIRS）は近赤外光を頭皮上から照射し、散乱・反射光を検出して酸化・還元ヘモグロビン濃度変化を推定する。装置が光エネルギーを生体に加える能動的計測に該当する。
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解説
ESWL（体外衝撃波結石破砕術）は体外で発生させた衝撃波を体内の結石に焦点収束させて破砕する治療である。発生・集束方式には、電極放電式（電極を第1焦点に置き、回転楕円面反射で第2焦点に収束）、電磁誘導式の平面コイル型（平面コイル＋音響レンズで収束）、電磁誘導式の円筒コイル型（円筒コイル＋パラボラ［放物面］反射で収束）などがある。結石の照準はX線透視または超音波で行い、超音波は放射線被曝がなくリアルタイム観察が可能である。一方、腸管や肺のように空気を多く含む組織は音響インピーダンス差が大きく、衝撃波で損傷リスクがあるため照射経路として避ける。適応は腎結石・上部尿管結石が中心であり、尿道結石は第一選択ではない。以上より、設問で正しいのは超音波照準の常時観察可能性（選択肢3）である。
選択肢別解説
誤り。平面コイル型の電磁誘導方式では、平面コイルからの波を音響レンズで集束するのが基本であり、パラボラ（放物面）反射体は用いない。パラボラ反射は円筒コイル型の電磁誘導方式で用いられる。
誤り。電極放電（電気油圧式）では電極が回転楕円面反射器の第1焦点に位置し、衝撃波は第2焦点に収束する。結石を合わせるのは第2焦点であり、第1焦点ではない。
正しい。超音波による照準はリアルタイムで観察でき、放射線被曝がないため常時観察が可能である（ただし腸管ガスや骨により描出困難となる場合はある）。
誤り。ESWLの主な適応は腎結石や上部尿管結石であり、尿道結石は通常、内視鏡的摘出や自然排出の管理が優先され、ESWLは第一選択ではない。
誤り。腸管は空気を多く含み軟部組織との音響インピーダンス差が大きいため、衝撃波が反射・散乱・キャビテーションを引き起こして損傷するリスクがある。照射経路として避けるべきであり『安全』とはいえない。
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解説
体外式除細動器の二相性波形は、Hブリッジ構成の半導体スイッチ（IGBTやMOSFET）で通電途中に極性を反転させて生成する。これにより必要エネルギーが低減し、心筋障害のリスクも軽減される。除細動パルスの時間幅はミリ秒オーダーで、単相性ではおおむね2〜5 ms、二相性切断指数波形では各相が数ms（総和で約5〜20 ms）とされ、$\mu$s（マイクロ秒）ではない。出力端子は感電防止と他機器への影響低減のためフローティング（非接地）である。通電テストは人体インピーダンスの代表値を模擬する50 $\Omega$の無誘導抵抗（ディフibrillatorアナライザ内蔵負荷など）を用いて行う。心房細動の治療では同期カルディオバージョンを行い、R波同期で放電してR-on-Tによる心室細動誘発を避ける。以上より、1・4・5が正しい。
選択肢別解説
正しい。二相性除細動波形はHブリッジ（半導体スイッチ：IGBT/MOSFET）で通電中に極性を反転させて生成する。これにより心筋への負担が軽減され、必要エネルギーも低くできる。
誤り。除細動の出力パルス幅はミリ秒オーダーであり、単相性で約2〜5 ms、二相性でも各相が数ms（総計で約5〜20 ms）が一般的である。2〜5 $\mu$s（マイクロ秒）は桁違いに短く不適切。
誤り。除細動器の患者回路は高電圧であり感電防止のためフローティング設計とし、いずれの出力端子も接地しない（非接地）。接地すると漏れ電流経路が生じ危険となる。
正しい。通電テストには人体インピーダンスの代表値を模擬する50 $\Omega$の無誘導抵抗を用いる。無誘導とすることで波形評価に影響するインダクタンス成分を排除できる。
正しい。心房細動の除細動（カルディオバージョン）はR波同期で実施する。T波上の通電（R-on-T）を避け、心室細動の誘発リスクを低減するためである。
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