Ⅳ.放射線診断物理学

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MRIのアーチファクト

J. アーチファクト  a. 種類、発生原因、低減法 (2017 37、2016 36、2015 25、2013 29、2012 24) ○機械トラブルによるアーチファクト 「ゴーストアーチファクト」「ラインアーチファクト」「プリアンプ故障」「傾斜磁場遮断」 「ジッパーアーチファクト」など   ★折り返しによるアーチファクト ・被写体がFOVよりも大きい時に発生、FOVより外の組織が位相エンコード方向に折り返してしまう ・対策  位相エンコード数を増やす  FOV外側への飽和パルス(プリサチュレーションパルス)の印加  FOVを広げる、SENSEアルゴリズム(パラレルイメージング)法 オーバサンプリングの使用、表面コイルの使用   ★データ打ち切りによるアーチファクト(トランケーションアーチファクト) ・2次元フーリエ変換時に、信号強度の異なる境界に縞目状に位相エンコード方向に出現 ・対策:ピクセルサイズを小さくする。マトリクスサイズを大きくする 位相エンコーディング数を極端に減らさない 生データにフィルタをかける(SN比は向上するが,空間分解能は低...
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X線CT装置

2. X線CT装置 A. X 線CT の原理 a. 投影データと画像再構成 ・360度再構成法:2回転分のスキャンデータを使用 ・180度補間再構成法:1回転分のスキャンデータを使用   b. スキャン方式 ○デュアルエナジー ・モノクロマティックイメージ  連続したエネルギースペクトルのX線から、特定のエネルギーのみを取り出した単色X線で作った画像  高コントラストな画像の再構成や物質弁別を行うことができる   ○4次元CT (2015 25) :256列コンビームCTなどで超高速スキャンをする   B. X 線CT 装置の構成   a. X 線発生装置 b. X 線検出器、データ収集系 c. ガントリ、寝台 ・ボウタイフィルタ :被写体透過後の「線質の平坦化」と「低エネルギーカット(被ばく低減)」が目的   C. 画像形成 a. サイノグラム b. 逐次近似法 (2014 29、2012 記述) ・代数的逐次近似法 :実測の投影と初期画像の画素値を連立方程式で解き、これを順投影、逆投影と繰り替えし、原画像に近づけていく ・統計的...
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自動露出制御装置 / I.I. DSA装置

e. 自動露出制御装置 (2013 21) 被写体投下後のある領域のX線を検出、その量に応じて照射条件(管電圧・管電流・照射時間)を自動制御 ・制御対象 撮影:「照射時間」  透視:「管電流」「管電圧」 X線CT:「管電流」   ・X線検出部の位置  → 検出方法により管電圧に対する写真濃度への影響が異なる 1)前面検出方式 :→被写体→→カセッテ(胸・腹部・骨など) フィルム透過前のX線を検出するため、X線検出部自身の自己吸収や厚みによる影響がある 管電圧が低いほど写真濃度は低下 ★2)後面検出方式 :→被写体→カセッテ→(乳房撮影)  カセッテの自己吸収の影響が大きい 管電圧が低いほど写真濃度は上昇   ・重要な特性 1)被写体厚特性 被写体厚が厚いほど撮影時間は長い・画像が暗い 短時間撮影領域では悪い   2)管電圧特性  X線検出方法に影響される  管電圧が低いほどフィルム濃度に影響を与える  X線検出部用の蛍光体の線質依存性は写真濃度に影響する   3)散乱線特性 散乱線の含有量による影響。一般に写真濃度が低下する ...
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X線高電圧装置

d. X線高電圧装置  (2015 21) ○三相装置 → 三相電源作動装置 a)6ピーク(整流器:6個) リプル百分率:13.4% 6ピーク/周期 結線:1次Δ2次Y   b)2重6ピーク(整流器:12個) リプル百分率:13.4% 6ピーク/周期 結線:1次Δ2次Y-Y直列   c)12ピーク(整流器:12個) リプル百分率:3.4% 12ピーク/周期 結線:1次Δ2次Δ-Y直列 2次巻線をY-Δに直列に接続   ・単相と3相の比較   リプル百分率:単相>3相    軟線:単相>3相   X線出力:3相>単相   ○インバータ式高電圧装置  (共振形と方形波形(非共振形)) ・インバータ式高電圧装置の分類 変圧器形:据置形(出力30~100kW)がある 電源設備からX線照射エネルギーを供給する ・エネルギー蓄積形 :コンデンサエネルギー蓄積形(胃部・胸部集団検診に用いる間接撮影用装置)、 電池エネルギー蓄積形:移動形(出力15kW程度)がある   ・インバータ式高電圧装置の特徴 1,X線照射中に交流電力を直流電力に...
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X線装置と付属機器 / 乳房撮影用X線管 / 散乱X線除去用グリッド

1. X線撮影、透視装置 A. X 線の性質 a. X 線の発生効率 → 物理学ノート → 電子と物質との相互作用 b. X 線スペクトル → 物理学ノート → 電磁波と物質との相互作用  c.減弱曲線と半価層 → 物理学ノート → 電磁波と物質との相互作用  B. X 線装置と付属機器 a. X 線管の構造と特性  ○実焦点と実効焦点 (2017 32 、2014 24)  (実効焦点<実焦点) ・実焦点  管電圧が低い・管電流が大きい・ターゲット角度が小さい  → 実焦点は大きくなる 実焦点面積が大きい  → 短時間許容負荷が増す(X線出力を大きくできる)      最大許容入力が大きくなる(比例の関係)   ・実効焦点  実効焦点面積が小さい  → 幾何学的半影(画像のボケ)を小さくできる   ・ヒール効果 :ターゲットからのX線強度分布がターゲット自身の吸収によって陽極側<陰極側となること  ターゲット角度が大きい・撮影距離が長い  → ヒール効果が小さい(利用可能な放射角度が大きい)  ヒール効果が小...
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ドプラ法 / 超音波装置の構成 / ハーモニックイメージング

b. ドプラ法 (2013 25)   連続波ドプラ法 パルスドプラ カラーフローマッピング 送受信の素子 別々の素子 同一の素子 同一の素子 送受信の方法 一方的に連続的に送受信 一方的に間欠的に送受信 多方向に間欠的に送受信 位置情報 位置情報がない 位置情報がある 位置情報がある 適した検査 高速な流れの測定 低流速の測定 異常な流れの発見 Bモードとの同時表示 同時表示できない 同時表示できる 同時表示できる   ・ドプラ法の周波数 (2014 23)  θ:プローブと血流のなす角 (θ=90°でドプラ偏位周波数が0となり検出されない)     ビームに直交な流れは検出できない   C. 超音波診断装置 (2017 38、2016 39、2015 27) a...
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超音波装置の基礎 / 画像形成

4. 超音波診断装置 A. 超音波の生体特性 a. 音速、波長、音響インピーダンス (2016 37 2015 27) ・特徴:被曝がなく非侵襲的なので繰り返し行える     リアルタイムに観測が可能     比較的小型・安価であり、移動も可能     ドプラ法で血流の評価が可能     断層面を自由に選択できる ・使用されている周波数 :3.5~5MHzが多く、用途に応じて1~20MHz程度を用いる   乳房:5~10MHz  体表:7.5~10MHz  腹部5~10MHz ・超音波の発生原理 :「圧電効果(ピエゾ効果)」を利用し、極性を切り替えて送受信を行う   → 「圧電物質に外力が加わることで、その表面に歪みが生じて表面に正負の電気が生じること」  振動子の近傍では平面波で、遠くでは球面波となる。   ・主な組織の物理特性 組織・臓器 音速 音響インピーダンスZ (Pa・s/m3) 空気 340 0.0004 水 1480 1.5...
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MRI の画質特性 / 造影剤 / 安全管理

G. MRI の画質特性 a. コントラスト (2017 26)  撮像法 特徴 高信号になるもの 低信号になるもの T1強調 画像 T1値が短いほど高信号となる 「脂肪」「高蛋白」 「メラニン」「常磁性体」 「(亜急性期出血)」 「(淡い石灰化)」 「水(脳脊髄液)」 「多くの病変部位」 T2強調 画像 T2値が長いほど高信号となる 「水(脳脊髄液)」 「多くの病変部位」 「超急性期出血」 「急性期出血」「慢性期出血」 「石灰化、骨皮質」「ガス」 「メラニン」 拡散強調 画像 高b値画像とADCマップの 組み合わせで脳梗塞の診断をする 「急性期脳梗塞」 「膿瘍」「脳炎、脳症」 「水(脳脊髄液)」「脂肪」 「T2強調画像で低信号のもの」   b. 空間分解能   c. 信号雑音比〈SN比〉 また、TRが長い、TEが短いとSN比は高くなる...
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DWI / MRS / 脂肪抑制

d. 拡散強調撮像法 (2013 24) ブラウン運動の強さを信号強度に反映 基本的に異物(悪いもの)は高信号   e. MR スペクトロスコピー〈MRS〉 (2015 26) 共鳴周波数の差から分子の種類や量を分析(スペクトル表示)する方法 均一性が重要でシミングが必須 高静磁場→化学シフトが大きい→周波数差が大きくなる→分解能が高くなる MRIで用いられる核腫と共鳴周波数 核腫 1H 13C 19F 23F 31P 共鳴周波数 42.58 10.71 40.10 11.26 17.24 水と脂肪の共鳴周波数の差は約3.5PPM(1.5Tの場合220〔Hz〕÷63.8〔MHz〕×10-6=3.4ppm) 水と脂肪の周波数差(1.5T):220Hz (静磁場強度に比例して大きくなる) 磁場の強度が大きいほどケミカルシフトは大きい   f. 機能的MRI〈fMRI〉   g. 最新技術   F. 抑制技...
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MRI測定原理 / 画像形成 / MRA

3. MRI 装置<磁気共鳴画像診断装置> A. 核磁気モーメント a. 核磁気共鳴〈NMR〉 b. 磁気回転比、ラーモア周波数 ・歳差運動 (2014 22) 自転軸が時間の経過に従いその中心軸が傾き、先端が円を描くようになるような運動   歳差運動の共鳴周波数f=(γ・B0)/2π 、ω=γ・B0 γ:磁気回転比   B0:静磁場の強さ:磁束密度、コイルに流れる電流に比例して大きくなる   ・静磁場強度 静磁場強度が大きいと「SARが増加」「磁化率・化学アーチファクトが増加」「S/N比が増加」    「T1緩和時間が長くなる」「RF磁場不均一の影響の受けやすさが増加」 B. 磁気共鳴信号    a. RF パルス(2017 記述) b. FID〈自由誘導減衰〉 c. 縦緩和、横緩和   C. MRI の画像形成 a. スライス選択  ・スライス厚 (cm) = 送信バンド幅÷傾斜磁場強度 (2017 35、2013 29) ・スライス位置:RFの周波数によって決める ・撮像視野(FOV)(cm) = 受信バンド幅÷傾斜磁場強度...
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