医用画像機器工学Ⅱ 期末試験
１月６日（月） C３０４室 ９：００－１０：００

２７年国家試験

解答 ４、５

選択問題 １００問
スライドに載せた 国試過去問 プラス α

左心耳は胎児期の心房。左心房に連続し耳のような形をした袋状の突起物。胎生期の遺残物で、生理的機能はない。
心房細動があると左心耳に血液が停滞し、凝固して血栓を形成しやすい。

２７年国家試験

解答 １1

頸椎
Cervical spine

Spinal cord

２７年国家試験

解答 ２、（４）

２７年国家試験

解答 ５

Vertebral artery

脂肪組織は水より軽いので CT値は ０以下。

下頚部CT像 （plain CT : 造影剤を投与していないＣＴ）

筋肉、肝臓等の臓器のCT値は ３０ ～ ６０。
甲状腺は特殊な内臓で、質量数の大きいヨード（平均質量数127、原子番号53）を取り込んで甲状腺ホルモンを産生、貯蔵しているので、重い臓器である CT値は １００程度。
重い臓器である。CT値は１００程度
慢性甲状腺炎（橋本病）などで、甲状腺機能が低下するとCT値は軽くなる。
骨の密度は部位による差や個人差が大きい。
CT値 1０００ は比重が約２の組織で非常に重い。
通常の骨のCT値は 250～1000の間である。

下頚部ＣＴ画像は、左右肩関節の骨によるビームハードニング（線質硬化）アーチファクトが出る。

2

２７年国家試験

解答 ３

CT AEC：自動露出機構 Auto Exposure Control
撮像面の患者密度（X線減弱係数）の値をみて患者への照射線量を変調させ線量を低減する技術。

VE （ Virtual Endoscopy） 仮想内視鏡
CO2 注腸ヘリカルCTによるバーチャル内視鏡画像。CTコロノグラフィ
胸部ＣＴの撮像基準点は、鎖骨（上）切痕 胸鎖関節鎖骨（上）切痕、胸鎖関節。
肺尖部の位置。
腹部ＣＴの撮影基準点は、吸気時の肝右葉円蓋部上縁（右横隔膜）。
スカウトビュー（正面像試し撮り）で撮像開始位置を決める。

スライス厚が大きいと 部分容積効果（ partial volume effect ）によってCT値が不正確になり、分解能も下がる。
スライス厚が薄いと 部分容積効果は減少
するが、CT像のノイズが増加する。

ウィンドウレベル WL Window Level
ウィンドウ幅WW Window Width
CT像の画素値は最低 -1000HU (比重０)から最高 1000HU (比重２)まで。
-1000 から 1000 HU の画素値を そのままPC画面に表示すると、コントラストが低く、読影しにくい画像になる。
読影しにくい画像になる
そこで、注目する臓器のHU値を詳細に見る為中心値（ウィンドウレベル WL Window Level)に設定し、その上下に適切な HU値の幅を設定 （ウィンドウ幅 WW Window Width）
して、読影に不要な画素を黒または白色に潰して表示する。

3

体内組織のCT値(HU) （水のCT値は０ HU ）気道内、消化管内の空気
肺
脂肪組織
脳脊髄液、脳室
脳室周囲白質大脳皮質（灰白質）
筋肉、肝臓等の臓器
血液甲状腺骨、石灰化病変

間質性肺炎（肺線維症）

肺野条件表示Window Level -700
Window Width 1000
-700 HU を中心に-1000から300まで表示- １０００- 700- ５０ ～ - 1００
１０２０ ～ ３０
３０ ～ ４０
３０ ～ ６０
４０ ～ ５０
１００ ～ １２０
２５０ ～ １０００

肺炎（肺胞性肺炎）

縦隔条件表示Window Level50
Window Width 300
50 HU を中心に-250から350まで表示

水の線減弱係数 μ W は X線の線質 （管球に加えた電圧や電流）で変化するが、だいたい0.19～0.20 cm-1 である。
X線線質の違いや被検者の体格差で、同じ組織でもCT値は変化し、厳密な定量性はない。
定量性の正確さは定量性
確さは欠けるが、水や空気の重さを基準にしたCT値は、直感的に理解しやすく、臨床的にも有用である。

1000HUは比重20HUは比重１-1000HUは比重0２９年国家試験

解答 ５

源弱係数と密度は比例する。
密度１ は CT値 ０、密度２ は CT値 １０００。
その中間の、密度 1.5 は、CT値 500。
密度 1.2 は、CT値 200。

空気のCT値 は -1000
1000 x （ μ air - μw ） ／ μw = -1000 （HU）
厳密には空気の線減弱係数 μ air は０ではないが、水や人体組織と比べると極めて小さい値なので、CT値を計算する場合は μ air = ０ とする。

水 C 値 は 0 （ 比重１の密度が水のCT値
比重密度が 0 HU ）1000 x （ μw - μw ） ／ μw = 0 （HU）
水の２倍の線減弱係数の物質のCT値は 1000
（ 水の約２倍の密度が 1000 HU ）1000 x （ 2 μw - μw ） ／ μw = 1000 （HU）

4

２９年国家試験

解答 ２

２７年国家試験

解答 ３，５

密度１ は CT値 ０、密度２ は CT値 １０００。
密度３ は、CT値 ２０００。CT値の上限はない。
（CT値の下限はある。密度０はCT値 –１０００）

フィルタ逆重畳画像再構成法
Filtered Back Projection (FBP)

コントラストスケール の キャリブレーション
Calibration ： 計測値を基準値に正すこと。較正。

サイノグラムの２次元透視画像 Pθ に 、実空間フィルタ h ( = frの逆フーリエ変換 ) を畳み込めば、空気キャリブレーション （ air calibration）

重ね合せると正確な断層像 ｇ になる２次元透視画像 Pθ を算出できる。

空気のCT像を撮影（何もない空間を撮影）してそのCT値を -1000 に較正する。
水キャリブレーション
水を入れたファントムのCT像を撮影してそのCT値を ０ に較正する。

Feldkamp コーンビーム再構成法
ＴＣＯＴ法（True Cone-beam Tomography）
コーン角を考慮して辺縁の検出器のデータ量を補間し、位置ずれ補正する方法。それをヘリカルＣＴデータに応用した方法が ＴＣＯＴ法。

ビームハードニング Beam hardening（線質硬化）
CTのＸ線管は、連続スペクトルを出す。
線減弱係数の大きい骨を通過したＸ線や、長い距離を通過したＸ線は、連続スペクトルの中の低い ネルギ 成分が大きく減衰する。
中の低いエネルギー成分が大きく減衰する。
（ 高エネルギー成分だけ残る = 線質硬化 ）（ 線減弱係数は、Ｘ線エネルギーで変化する ）骨などの重い組織の周囲は、高いエネルギー成分だけが通過して得られた線減弱係数からＣＴ像が算出され、誤ったＣＴ値になり、アーチファクトとして画像に影響を与える。

5

ビームハードニング アーチファクト ２

２７年国家試験

解答 ３、４

周辺に高吸収体を伴う
内部均 ファントムのCT像
内部均一ファントムのCT像

頭頂部頭蓋骨の近傍に沿うCT値の上昇と画像中心部のCT値の低下 （Cupping, Dishing, Shading）。
厚い頭蓋骨で低エネルギーX線が吸収され、頭蓋骨近傍の脳の μ に比べ、脳の中心部の μ の値が低く描出される。
硬膜下出血などの診断を困難にする。

ビームハードニング アーチファクト １
骨周囲の線状（ストリーク状）のCT値の低下

厚い側頭骨で低エネルギーX線が吸収され、高エネルギーX線から、この部位の μ が算出される。
同じ質量でも高エネルギーのX線では μ が低くなる。
CT像の骨分布から、このような μ の低下を補正する方法がある（BHC： Beam Hardening Correction）

多列マルチスライスCTは、スリップリングの採用にてガントリー（Ｘ線管球と検出器）の連続回転ができる。

X線管球
高い電圧をかけるほど発生するX線量は増加し、連続X線スペクトルの高エネルギー成分も増加する。
電流を多く通すほどCTのX線管球の発生するX線量は増加 管電圧は 80～120kVするが、連続X線スペ 管電流は 100～300mAs
クトルは変化しない。 程度（線質は変化しない。）

２７年国家試験

解答 ５6ステアステップ アーチファクト Stair step artifact（階段状アーチファクト）

ステアステップ アーチファクト （階段状アーチファクト）
ヘリカルＣＴ像の 主に体軸（Ｚ軸）方向に出現する。

頭蓋骨や大動脈弓などのＶＲ像で、球状またはドーム状の構造に階段状のガタガタが出現する。

１．エリアシングアーチファクト
画像再構成間隔 （axial 像 を作る体軸方向の間隔）が広いと出現する階段状のアーチファクト。
スライス厚が大きい場合にも生じる。
スライス厚が大きい場合にも生じる
２．ローテーションアーチファクト
ヘリカルピッチが広いと出現する螺旋階段、渦巻状のアーチファクト。
風車状アーチファクト （ 風車 windmill artifact ）が原因で出現する。

風車状アーチファクト （ 風車 windmill artifact ）ヘリカルピッチが１を超えるとマルチスライスＣＴのaxial 画像は（１枚のaxial 画像でも）、複数列の検出器データを使って再構成される。
検出器の列のずれを補間する演算によって球状の画像辺縁に風車状のアーチファクトが生じる。

２９年国家試験

ビームピッチ＝

解答 ２

テーブル移動距離 Δ
ビーム厚 NT＝ ( 40mm / 1回転 ）/ ( 0.625mm x 64 ) ＝ 1

マルチスライスヘリカルCTの場合
ビームピッチは、管球（またはガントリ）が１回転する間に患者ベッド（テーブル）が移動する距離Δ をマルチスライスヘリカルCTの場合
テーブル移動距離 Δ
ビームピッチ ＝ビーム厚（ 検出器列数 N x コリメーション幅 T )で割った値。

ビーム厚 NT
テーブル移動距離 Δ

ディテクタピッチ ＝検出器１列分のコリメーション幅 T
実際の撮影でのビームピッチは 0.6 ～ 1.5 程度。
ビームピッチが １未満→体軸方向データに重複（オーバーラップ）が生じる
ビームピッチが １以上→体軸方向データに欠損（ギャップ）が生じる

7

２７年国家試験

解答 ２，５

第３世代 Rotate / Rotate （R / R） 方式

等方性ボクセル isotropic volume data

検出器は500個以上。X線は患者全体にあたるワイドファンビーム。 管球の並進は不要で、管球と検出器の回転で撮像できる。

コンベンショナルＣＴはマルチスライス撮影ではないのでスライス厚が２～５ mm程度であった。
Axial面の画素実長と比べ スライスが厚かった。

現在のCTの主流であり、体軸方向体軸方向へのビームを広ビを広げて、ワイドコーンビームによるマルチスライス、およびヘリカルスキャンで、高速、広範囲なCT撮影が可能となった。

多検出器マルチスライスＣＴ（ＭＤＣＴ、ＭＳＣＴ）が開発され（1998年）、検出器素子の小型化も進み、撮影スライス厚も薄くなり、Axial 面内の画素長とスライス厚を（約0.5mm）等しくすること（等方性ボクセル化）が可能となった。

等方性ボクセルでは、Axial 面内と体軸方向の空間分解能が同じ画像データになる。
ＭＰＲ作業で、体軸方向画像データの無理な補間が減るので、３Ｄ画像処理が容易になる。

等方性ボクセルの利点は、MPR（Multi Planer Reconstruction）操作で体軸方向の断面像を再構成するなど、３次元画像データを任意の断面像に切り直す作業で画像の劣化が少ない。
画像の回転移動でも無理な補間を加えなくてもよいので、３Ｄ画像処理が容易になる。

8