臨床工学技士問題表示
臨床工学技士国家試験
解説
X線による医用画像は、体内を通過したX線の減弱（吸収・散乱）度合いの分布、すなわち線減弱係数の違いを画像化する。したがって反射率を用いる超音波画像とは原理が異なる。X線CTは多数の投影データから断層像を再構成し、得られたボリュームデータに対してMPRや3Dレンダリングを行うことで臓器の立体構造を表現できる。臨床用CTの面内空間分解能は撮影条件や再構成法に依存するが概ね0.5〜1 mm程度が目安である。造影剤（ヨード系、バリウムなど）は高原子番号ゆえにX線吸収が大きく、標的組織と周囲との吸収差を拡大してコントラストを増強する。一方、体表近傍はビームハードニングや部分容積効果などのアーチファクトの影響を受けやすく、一般に「体表面に近い臓器の画像化に適している」とは言えない（体表は超音波が適する場面が多い）。
選択肢別解説
誤り。X線画像は透過してきたX線の減弱（線減弱係数）の分布を画像化するもので、反射率を用いる超音波画像とは原理が異なる。
正しい。臨床用X線CTの面内空間分解能は検出器ピッチ、焦点サイズ、再構成ピクセルサイズやカーネル等に依存するが、一般に約0.5〜1 mm程度が目安である。
正しい。X線CTは多数の断層像からボリュームデータを構築し、MPRや3Dボリュームレンダリングを行うことで臓器の立体構造を可視化できる。
正しい。ヨード造影剤や硫酸バリウムはX線吸収を高め、標的組織と周囲との吸収差を増大させてコントラストを向上させる。
誤り。体表近傍はCTでアーチファクト（ビームハードニング、部分容積効果など）が生じやすく、一般に体表の臓器の画像化に特に適するとはいえない。体表の評価には超音波が適する場面が多い。
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解説
核医学画像は体内に投与した放射性医薬品から放出される放射線を体外の検出器で測り、機能分布を断層再構成して得る画像である。SPECTは核種から放出される$\gamma$線を測定し、脳血流などの機能評価に用いられる。PETは陽電子放出核種が体内で電子と対消滅して生じる一対の511 keV $\gamma$線を同時計数し、3次元画像として再構成する。代表例として${}^{18}\text{F}$-FDGを用いたFDG-PETでは糖代謝分布を評価できる。したがって、PETで糖代謝撮像が可能、SPECTで脳血流撮像が可能、PETで3次元画像が得られる、はいずれも正しい。一方、外部照射で画像化するのはX線CTなどであり核医学ではない。測定対象は$\gamma$線であって$\beta$線そのものは直接測定しない。
選択肢別解説
正しい。${}^{18}\text{F}$で標識したフルオロデオキシグルコース（${}^{18}\text{F}$-FDG）を用いるFDG-PETにより、組織の糖代謝分布を画像化できる。腫瘍や炎症で取り込みが高くなる特徴を利用する。
誤り。核医学は体内に投与した放射性核種から放出される放射線を体外で検出して画像化する。体外から放射線を照射して透過像を得るのはX線撮影やCTであり、核医学の方式とは異なる。
誤り。SPECTは核種からの$\gamma$線、PETは陽電子と電子の対消滅で生じる511 keVの$\gamma$線の同時計数を測定対象とする。$\beta$線（電子・陽電子）自体は体内で減弱し外部検出できないため直接は測らない。
正しい。SPECTは脳血流分布の撮像に広く用いられ、${}^{99\text{m}}\text{Tc}$-HMPAOや${}^{99\text{m}}\text{Tc}$-ECDなどの脳血流トレーサを用いて脳の血流量に関する機能画像を得ることができる。
正しい。PETはリング状検出器で同時計数した投影データから断層再構成を行い、3次元画像（3D収集・再構成）を得ることができる。2Dに比べ高感度化が可能である。
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解説
$脳磁図（MEG）は、神経活動に伴う極めて微弱な生体磁場（おおむね10^{-15}〜10^{-12} T程度）を計測する装置で、超高感度の超伝導量子干渉素子（SQUID）磁束計が標準的に用いられる。外界の磁気雑音（地磁気は約10^{-5} T）に比べ信号が桁違いに小さいため、計測は磁気シールドルームで行う。SQUIDは超伝導状態を保つ必要があり、従来は液体ヘリウム（約4.2 K）での冷却が前提である。脳磁図は頭蓋骨による影響を受けにくく、脳波（EEG）より空間局在性に優れる。またMEGは主に大脳皮質に接線方向（頭皮に平行）の電流双極子に対して感度が高く、頭皮に垂直（放射状）の双極子には不感である。$
選択肢別解説
誤り。脳磁図で扱う生体磁場は極めて微弱なため、ホール素子では感度が不足する。標準的には超伝導量子干渉素子（SQUID）磁束計を用いる（近年は光ポンピング磁力計の研究もあるが、ホール素子は適さない）。
誤り。必要なのは静電（電場）ではなく磁気ノイズを遮断する磁気シールドルームである。地磁気や都市環境磁気雑音がMEG信号を大きく上回るため、磁気的遮蔽が必須となる。
正しい。SQUIDを超伝導状態に保つため、従来型のMEGでは液体ヘリウム（約4.2 K）での冷却が必要である。近年は冷凍機（ドライ）SQUIDもあるが、基本概念としてはヘリウム温度域の冷却が前提である。
正しい。磁場は頭蓋骨・頭皮による導電性の影響を受けにくいため、EEGよりも源局在の空間分解能が一般に高い（実際の分解能はモデル化やS/Nに依存して数mm〜数cm程度）。
誤り。MEGは主に頭皮に接線方向（皮質表面に平行）の電流双極子に感度が高い。頭皮に垂直（放射状）の双極子が作る磁場は、頭部を球近似すると外部でほぼ打ち消し合い、検出されにくい。
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