医学物理学 放射線撮影とCTにおけるX線

X線の特性:

(1)不透明な材料を透過する能力、(2)原子スケールの波長、(3)個々のX線光子の高エネルギーの組み合わせにより、産業、医療、科学の幅広い用途につながっています。

医療用X線はどのように機能するのでしょうか?

X 線画像は、虫歯、骨折、異物、がんなどの病気を検出する、現代医学に欠かせない診断ツールです。 X 線では骨と軟部組織を簡単に区別できます。 X 線は体内を通過し、通過する組織の密度に応じて、さまざまな組織にさまざまな量で吸収されます。たとえば、骨などの構造にはカルシウムが含まれていますが、カルシウムの原子番号はほとんどの組織よりも高く、比較的多くの電子を含んでいるため、X 線と相互作用する可能性が高く、そのため透過性が低くなります。この特性により、骨はX線を容易に吸収します。そのため、X 線の黒い背景に対して、骨の構造は他の組織よりも白く見えます。逆に、X 線は放射線密度の低い組織 (脂肪や筋肉など) や空気で満たされた空洞 (肺など) をより簡単に通過します。

COVID-19の診断では「白い肺」という言葉がよく聞かれます。肺が炎症を起こすと、この部分の密度が肺内の血管や空気に比べて相対的に高くなり、肺のレントゲン写真に異常に大きな白い部分が映ることがあるため、「白肺」と呼ばれ、患者の症状がかなり重篤である可能性があることを意味します。

一般的な医療用X線の使用例

（１）X線画像：骨折、特定の腫瘍やその他の異常な腫瘤、肺炎、特定の種類の損傷、石灰化、異物、歯の問題などを検出します。たとえば、X 線検査と呼ばれる検査です。

（２）CT（コンピュータ断層撮影）：患者にX線を照射し、体の周りを高速で回転させ、発生した信号をコンピュータで処理して体の断面画像、すなわち「スライス」を生成するコンピュータ化されたX線画像撮影手順を指します。断層画像と呼ばれるこれらのスライスには、通常のX線よりも詳細な情報が含まれています。コンピュータが複数の連続したスライスを収集すると、それらをデジタル的に「積み重ね」て患者の 3D 画像を形成し、より豊富な医療情報にアクセスしやすくなります。

リスクはありますか？

適切に使用すれば、X 線スキャンの診断上の利点はリスクをはるかに上回ります。しかし、X 線は電離放射線、つまり生体組織に害を及ぼす可能性のある放射線を生成します。このリスクは、曝露回数に応じて増加します。そのため、適切な放射線防護対策を講じる必要があります。