1993 IP 10 n HpttubltwNdi\ftra:
±.ts" 49 ts ij 10e
ag47Nmefircwavag
twg3eptwxtec:;tsct6fimrauevafima)}thdifiE
dx Jl[ dv ee
'
MMJit\veI{tii,IKwril'wtViXflE4iRlfiS(blewF,ts
KizJ,
worcis :Radiography, X
rayeffective energy, Evaluation
of radiologicalimages, Visibility of dummy
nodule,Vascular
andtrachca, Content of
scattered radiation,Photographic contrast
VISIBILITY OF LUNG CANCER BY DUMMY NODULE IN CHEST RADIOGRAPHY
NORIHISA OGAWA
Department of Radio'logical Technology, Teikyo IJniversity Hospital
Summary
For those peripheral type pulmonary carcinomas
oi not morethan 10
mmin diameter which are new regarded
asdithcult to
visuulizeby plain chest roentgenography,
we examinedpossible X-}' technique
enabTinggiven
usbetter
visibility anclhigher Iesion--detectability
against conventienalX-P
ofvascular
andtrachea distributed
adjacentto the
cancerouslesion, using a phantom
simulatingthe
realstructures of the Iesion
andits
circumferential vascular
and trachea. The experiments
were made asfollows ;
l) Measurement
of effectiveenergy
ofX-rays
onX-ray
equipmentsand variable focus-film distance.
2) Relationship between photographic density and X-ray tube
voltagein
clinical chestfilm.
3) Effective energy of X-rays and photographic density in the chest pliotograph using the phantom.
4) Visibility
of nodulein the chest photograph for tlie position
of nodulc,the focus-fiIm distance ancl the
effectiveenergy of X-rays.
5) Visibility
ofthe
noclulein the plumonary
and mediastinum ofthe
chest radiographfor the
effective energYof
X-rays.
6) Visibirity and detectabjlity of nodule for
screenlfilmsystems.
7) Detectability of nodule for photographic
contrast and content rateof scattered radiation.
8) Visibility and detectability
ofthe
nodulefor the
exposuredose from the X-ray
unit of5 facilities, The
resultsproved that
with a combination ofhigh-sharpness or sharpness screen
and regulartype film provided grid ratio
of12
:1 (40 linesfcm)
andthe forcus-film distance of 200 cm, X-P
shouldbc performed
atthe '
effective
energy of X-rays of not more than 39.5 keV (tube voltage of 120kV, 3phase 12 peak
rectificationequipmenO and at maximum photographic density
ofpulrnonary area of not more than 2.0.
If
wegets higher vlsibility, using
ofhigh grid
ratie andpossible prolongation
ofthe focus-film distance are
required.Chest X-P systems (photographing
condition, scrcen/filmsystem, grid, exposure dose,
etc.)in 5
medical( 1761 )- -
〔 第 47
回総 会 宿 題 報 告 〕 胸 部 単 純 撮 影にお ける肺 癌 模 擬 病 巣の 描 出 能 (小 川 )institutions
which we reccntlyexamined
were
under
varied
conditlons of use ,but
their
images
showed nogreat difference .
目 次
1. 序
2 .
使用機
器お よび材料
3 . X
線 装 置お よ び撮 影 距離
にお け るX 線
実 効エ ネルギー
測定4.
臨 床 胸 部 写真
の濃度
分 布と撮
影管
電圧5 .
胸部写 真 の濃 度 と撮 影X
線エ ネル ギー
6.
病巣
の位
置・ 撮
影距 離 ・
撮影X
線エ ネルギー
と描 出能
7 .
肺 野・ 縦 隔
部に対
す る撮
影X 線
エ ネル ギー
と描 出 能8.
増 感 紙・
フ ィル ム シ ス テム の描 出 能と検
出 率9 .
散 乱線 含有 率
と写 真
コ ン ト ラス ト・ 病巣
検 出率 10.5
施 設の胸 部撮
影シ ステ ム に お け る撮
影線
量・
描 出能 と検 出 率
11 .
総 括12 .
謝 辞13.
参 考 文 献1 . 序
わが国の肺 癌 罹 患 率は, こ こ
10
年 間に32
%の増加
を 示し
,
また3
年 間 生 存率
も他の疾病
に比べ て18 %
と極
めて 低いた めに,
肺 癌が予 後の悪い疾 患の…
つ と し て, 治
療
方 法の 開 発と ともに早 期 発 見の重要 性が求め ら れて い る
.
肺 癌は他 臓 器の癌 と異 な り
,
原 発 巣は も ち ろ ん リ ンパ節
へ の転移
がX
線 像に現れ る まで時 間を 要 し, 癌の病態 が 表 面 化 した段 階で は病 巣 周 囲は も ち ろ ん,
他 臓 器へ の転 移
も進 展し てい る.
1
司時に, 1
mm 以 下の早 期 肺 癌 病 巣が,
単 純X
線 写 真 上に描 出し に く く, 発 見が遅れて い るこ とも予 後 を悪 く す る要因 と されて い る1).
10mm
以 下の肺 癌 病 巣 を,
あ らゆ る施 設でX
線 撮 影 技 術 的に常
に描 出させ るこ と が で き れ ば,
放 射 線 技 術は肺 癌死亡の減 少に大 きな 役 割 を果たせ るこ とにな る と考え る.
肺
癌の6 割
を占
め る とい わ れ る肺 末 梢 型の肺 癌 は,
その
病巣
が肺
の空気 層
に存在
す る軟 部組織
の腫 瘤と考 え,空気 と
軟
部 組 織とい う 吸収の差がX
線 像として,
描 出し や す い と考
え ら れ て き た が, 必ずし も そうで ない こ とをlOmm
に満 た ない小 さ な容 積の病 変が発 見し に くい こ と で証 明で き よ う.
生 体 内にある肺 癌 病 巣 は
, X
線 写 真上コ ン トラ ス トを 生 じ させ る肺 胞と,
その病 巣 像 を不 明 確にする血 管 や 肋 骨, 背 部と前 胸 部の筋 肉や脂 肪,
さ らに女性で は乳 房な どの肺 周 囲 組 織に よっ て囲まれて い る.
さ らに病 巣に よっ て は高い
X
線 吸 収 を示 す 心 縦 隔 や 腹 部 などの臓 器に よっ て
, X
線 写 真上濃 度 低 下を起 こ さ せ る と同 時に,
散 乱 線の発 生 源として肺 癌 病 巣の コ ン トラ ス トや 画 質 低 下 を 来す原 囚に なっ て い る.
こ の画 質の低 下は
,
胸 部の斜 位 撮 影や前 後 方 向の撮 影 など に よっ て,
病 巣が描 出される こ と で確 認 する こ とが ある.
これらの現 象は
,
撮 影に用い ら れるX
線のエ ネル ギー
や 撮 影 距 離
,
被 検 体の厚さ,
散 乱 線 除 去 方 法,
さらに撮 影シ ステムの性 能 な どによっ て異 な り,
ま たX
線 像に密 接に関 係した増 感 紙やフ ィ ル ム の組 合わせ な ど が,
副 次 的に関 与し て全 体と し て の病 巣の描 出 能に大きな 影 響 を 与えてい ると考え る.
そうし た
一
面の現わ れ と し て,
数 年 前よ り肺 や 縱 隔 を1
司時
に描 出
さ せるH
的で, 低い ガ ンマ の フ ィ ル ム を用いて低エ ネルギ
ー
のX
線で撮 影す る方 法2>が発 表され,
多数
の医
療機 関
で採用 さ れてい る状 況にある.
ま た
最
近で は,高
ガン マ の フ ィル ム に高エ ネルギー
のX 線
で撮
影 す る方 法や, 高 密 度 高 格子比のグリッ ド を使 用 して画質を 改善し た り, ま たair
gap
法に よ る遠 距 離撮
影 法3 )・
n }な ど に よっ て,高
い鮮
鋭 度 と高
描 出性
へ のいろい ろ な試み が な さ れ てい る
.
こ う し た試み は
, 新
しい製
品 の開 発
も さ るこ と ながら,技 術 的な面の改 良 と同 時に, 現 用の
装
置や製
品 をど の ように選
択
し, 使
用 してい くか がユー
ザー
に与えられ た大き な課 題で あ る と考え る
.
そこ で こ の
宿
題報
告で は, 現在使
用 さ れて い る装
置・
機 器を使っ て, 癌の病 巣をい かに鮮 明に描
出
さ せ る か にっ い て
,
まず 始めに種々 のX
線 発生装 置の実効エ ネル ギー
を調べ る と同 時に, 肺
癌
病巣
の描 出
に対し て どの よ う なX
線エ ネルギー
を 選択すべ きか,
ま た増感紙やフ ィ ル ムの組 合 わせ や散 乱 線 除去
法は ど うあるべ き か, そ し て 実 験 系 を離 れて実 際の医 療 機 関における胸 部写 真
が, ど の よ う な技 術・
画 像レ ベ ル で 日常の診 療に参
画してい るの か な どにつ いて
,
可能な限 り実 態に近づ けた実 験と,実地調査 を も とに報 告する
.
一
(1762
)一
1993
年 /0
月 日本 放 射線 技
術学会 雑誌
第49
巻 第10
号2 . 使 用 機 器 お よび材 料
1
)X 線 装 置 ( X 線 管 )
:島
津HD − 150B30 ( P −38DK )
,同 ID−150L30
(P −38DK
),東
芝KXO −50F ( DRX − 292dHD )
,
同
KXO −850
(DRX −2924HD
),同 KXO −15K
(DRX −190 )
,日 立
GH −S3−
!o「s
(U −6GC4
]T
),
円中 RCM −1250 ( UG −5ME −OIT ) .
2
)フ ォ !・
タ イマ ;東 芝AEC − 1DB .
3
)フィ ル ム チェ ン ジャ ;千 代田OX −204
, 同OX .
201.
4
) 立 位 ブッキー 撮
影 台 ;東
芝BD −01
,島
津BF −1L
日 立VBR .
5
> グ リッ ド;6
:1
,8
:1
,10
:1
,12
:1
(以 上4 種 類
は40 本 / cm ) ,8
:1
,10
:1
,12
:1
,14
:1
,16
:1
(以 上5
種 類 は60
本 /cm
).
6
>管
電 圧・ 管
電 流計
;トー
レ ックAB −2015D 7
>線量 計 ;Capintec
192X
,Plobe
PM −05 8
> 蛍 光 量 計「
;トー
レ ッ クEY −1001D ( 増
感紙 FS ) 9
) 濃度計
;富
士301
10
) 自 動 現像機
:FPM − 4000
11 )
ディジ タ イ ザー
;コニ カKI−
」「OO
ユ
2 >胸部
フ ァン1・
ム ;京都 科学 PBU . S − 3
ユ
3 )
肺癌
病巣 ・
血管 ・ 気管
フ ァ ン ト ム ; フ ァン トム1
型 (自作 )14
) 肺癌病 巣 ・
血管 ・ 気管
フ ァ ン トム ;フ ァ ン トムII
型 (自作 )15
) 直 方 体MixDp
フ ァ ン ト ム ;底 辺 (20
mln ×20
mm
)×高さ10
,20
,30
,40 , 50 , 60 , 70 , 80 , 90
mm 16
)フ ィ ル タ ;2 . OmmAL
十 〇. 15
mmCu,
硬 質 塩 化 ビ ニ ル (10mm
)17
) 鉛デ ィ ス ク :直 径5 , 10 , 15 , 20mm ,
(厚さ2mm
)18
) 増 感 紙・
フ ィ ル ム ;HR − 3
/HR −C
,HR − 3
/HR −S ,
IIR − 3
/IIR − H ,
HR − 4
/IIR −C ,
HR − 4
/HR − S ,
HR
. −4
/HR . . H ,
HR − 8
/HR .
℃,
HR − 8
/HR −S,
HR − 8
/ 工IR −II,
工IR − 4
/MGC
3 . X 線装 置 お よび 撮 影 距 離 に お け る X 線 実 効
エネ ル ギ ー 測定
3. 1
方 法1
) 測 定 条 件下 記の測 定 条 件で 実 験 をお こなっ た
.
巨
_
鎧 茶 鵬
AIFil宦er 〈
一 一 一
100.
100→院
=. 1
=一一 識 鵬 鷲
c。
5×了 2
.
5x3.
5・
一
簍 = ♂
(Unlt;cm}
1
荏g . 1 Geometry
ofhalf − value
layer
measuring
管
電 圧 ;8D
,100
,120
,135
,120
kV
(2. OmmAl
十 〇, 2
mmCu )
,120
kV ( 10
mm
硬 質 塩化
ビニ ル) 管
電 流 ;100mA
,200
mA測
定距
1雄
:1
Ocm ,200
cm , 400
cm , 800
cm 2 )測 定
法すべ ての 画像描 出能の試 料 作 製 に も ちい た
X
線 装 置(島 津
HD
150
B30 ・3
相12
ピー
ク)
(以 下, 試 料 作 製 用装 置 )の管電圧, 管電 流特 性を, 高電圧 発生回路の
二次 側に
管
置圧・ 管
電流計
を接続
し,
制 御パ ネル上の 設 定 管 電 圧に対 する実 際の管 電 圧を測 定し た. X 線
装 置7 台
の実 効
エ ネル ギー
測定
法 は,Fig, 1
に示 す 実 験 系に お い てX
線 管 焦 点と蛍 光 量 計の 中 間に,2
mm 厚の鉛板
に35
mm ×25
mm の透 過 窓を設 け,
X 線
ピー
ムに垂直に設 置 し,
フ ィ ルタ材 と してAl
板をX
線 管 側に配 置して
,
蛍 光量計の位 置で照 射 野が一
定の面 積 (
70mm
×50
mm )にな る ように し た.
なお,
通 常のX
線 実 効エ ネル ギー
測 定 実 験は,X
線 管 焦 点一
蛍光 量 計 間 距 離 を
100cm
と し た.
フ ィ ル タ透 過 線 量 測 定 と同 時に,
個々 のX
線 装 置の二 次 側に,
管 電 圧・
管 電流 計を接 続して測 定 時の管 電 圧 を 測 定し た
.
測 定 時の
X
線 出 力 変 動は,
フ ィ ル タ 入 射 前の線 量と して電 離 箱 型 線 量 計で測 定し,
そ の測 定 値を もち いて フ ィ ル タ 透 過 後の線 量 を 補 正 し,
各 電 圧に対 する減 弱 曲 線 を作 成し た.
実 効エ ネル ギ
ー
の算 出は,
減 弱 曲 線の 半 価 層の値か らH . E .
Johns5
)の表 を もちい て算 出した.
撮 影 距 離に よる実 効エ ネル ギ
ー
測 定は,
試料
作 製 用 装置 を もちい て
X
線 管 焦 点一
蛍 光 量 計間距 離 100cm
,
200cm , 400
cm, 800
cm の各 点につ い て計 測し た,
試 料 作 製 用 装 置の実 効エ ネルギ
ー
測 定は, 実 際の撮 影
に もち い ら れる管 電 圧 (
100 , 120 , 135kV
),
胸 部 撮 影 時の被 曝 低 減 用フ ィ ル タ,
さ らに濃 度 補 償に もちい ら一一 一一
(1763
)一
〔 第 47 回総 会宿
題 報 告 } 胸 部単
純 撮 影に お け る肺
癌模 擬
病 巣の描 出 能 (小JID
140
0
0
2
0
(
〉
ぎ
Φ
◎6】
←
石
〉
9
Φ=
σコ
ヨo く
80
Set
tube
voltage (kV
>0
>o
さ 巴 さ
90
⊂
「
「
雪
ス ヨ
〉
) o
Fig.2 Actual
tube
voltage
and
tube
current ofthe
experimental
equipment45
04
53
(
〉
)
皇>
9
Φ
⊆ Φ
≧
←
仁
8
凵
30
tube
voltage
Actual
tube
vdtage (kV
)Fig.4 Effective
energy ofX . rays
for
focus
film
distances
45
04
53
(
〉 Φ
)
ヱ茜
」
Φ
器
o
≧ ぢ
Φ に山
30
〔a〕
〔
b
}〔c}
Actual
tube
voltage (kV
)Fig . 3
Effec
亡ive
energy ofX −
raysfor
tube
volt−
age of7
X −
ray equipmentsれ るフ ィ ル タ材 を可 動 絞 りの前 面に装
着
し て お こなった
.
32 結
果1
) 試 料 作 製 用 装 置の管 電 圧・
管電流 測 定の 結 果 をFig.2
に示 す.
X
線管
竜 圧の設定 値
に対す る実 測 管 電 圧の値 は, 60
mA
, 100
mA
,200
mA
におい て ±2
%以内で あっ た.
ま た, 管
電圧に対
す る管
電 流の変 動 は.60mA 〜 200
mA に対して
5
% 以 内で あっ た.
2
)7
台の高
電 圧 発 生装 置
,X 線 管
お よび 可 動 絞 りの異なる装 置か ら発生する
実
効エ ネル ギー
をHg .3
に示 し た.
異 な る
X
線 発 生 装 置か ら放射
さ れ るX 線
の実 効エ ネル ギー
は,
同一
の管 電 圧に もか か わ らず三相 装 置 (以 下,
三相 〉 と単 相 装 置 (以 下
,
単 相)
と で は大き な差を認めた
.
例 え ば,
実 効エ ネル ギー
が37keV
におい て 三相
と単相と で は管 電 圧で
30kV
の羌があり.
三相
で も高 低の装 置 間に12kV
の管 電 圧 差が認め ら れ た.
ま た管
電圧を120 kV
に設 定し た場 合,
三相と単 相で は5kcV
,三相
装 置 聞で は
3keV
の差 を認め た.
イ ン バ
ー
タ装
置は 三相に お ける高い エ ネルギー
を放 射す る装 置 と同 等のエ ネル ギ
ー
を 示 し, ま たコ ンデンサ
装
置は三 相 と単 相の中 間の実 効エ ネルギ
ー
で あ り,
三相の 低い エ ネル ギー
と同 等で あっ た.
3
) 撮 影距離
と実 効エ ネル ギー
の変 化 をFig.4
に示 し た.
撮 影 距 離を /
00
cm
か ら200
cm に延 長し た場 合, ま た は200
cm を400
cm に し た場 合,
そ れ ぞ れの基 準 と な る管 電 圧 を
3kV
上 昇させ た こ と と同 等の変 化
が あ り, ま( 1764
)一
一
1993
年ユ0
月 日本放 射線 技
術学会 雑
誌 第49
巻第 10
号た同 様に
100cm
の距 離 を400
crrl
以 上に す る と6kV
上 昇させ たと同様のエ ネル ギー
上 昇が見
ら れ た.
ま た
,
同一
の管 霞圧で100cm
を200
cm
に 延 長 す る と0 . 5keV , 400
cm
以 上で はlkeV
エ ネル ギー
が 上昇 した
. 400cm
と800
cm で はエ ネル ギー
に変化 は な か っ た. 4
) 試 料 作 製 用 装 置の実 効エ ネル ギー
の測 定結
果 を, Table
1
に示 す.
フ ィル タ 材の種 類
,
厚さに よっ て120kV
の管 電圧で もエ ネル ギ
ー
は大 き く上 昇し た.
3 , 3
結 論1
> 試 料 作 製 用装
置の管 電 圧,管
電 流値
は操作
パ ネル. .
ヒ の表 示 値と高い精 度で一
致し た.
2
)7
台の高 電 圧 発 生 装 置,X
線管
お よび 可動絞
り の種
類に よっ て,
発 生す るX
線のエネル ギー
に は大き な相 違がある
.
種々 のX
線 装 置 問で印加す る電圧 が同一
で あ れば
,
同一
のX
線エ ネル ギー
が得
られ, 同
一
の画 像コ ン ト ラ ス トが得 ら れ ると考え る の は問 題が あ る
.
3
) 通 常の撮 影 距 離で ある1m 〜 4
m の範
囲で は,実
効エ ネルギ
ー
は大 き く変 化 し ない.
4
) 付 加 フ ィ ルタ や濃 度補 償
の た め に も ちい る素 材を 可 動 絞 り前面 に装着
し て 使 用 す る場 合, 個々の材 質に対 してX 線
エ ネル ギー
の変 化
量を前
もっ て調べ て おく必 要がある
.
3 . 4 考 察
三相
,単 相
, インバー
タ, コ ン デンサの高 電 圧 発 生 装
置 4
タ イプにつ い て,7 台
の装
置,X
線 管,
可 動 絞 りを含
め たX 線撮
影 装 置か ら放 射さ れ るX
線の実 効エ ネル ギー
を,
装置
の 二 次側
電 圧を測定
し な が ら同一
の方 法で測定
し た報
告は ない.
今 回の測 定結果 は,
X
線 発生装 置 問に大 きなエ ネル ギー 差
のあ る こ と が把
握で き た.
X
線画像上, 特に低吸収 物 質で周 囲 との吸 収 差の少ない
被 写体
に対
し て,
必 要な画掾コ ン トラス トを 得る に は, 被 写 体
コ ン トラス ト を左 右 するX
線のエ ネル ギー
が極めて重
要
な要素
で ある こ と は多 くの報 告が示すと お りで あTable
l Effective
energy
of
X − rays
used
the
expcriment
Actual
tube
volt .
age
(kV
)100
一 一 一 120L
−
135120A
且1ter120B
創ter Effec
亡ive
energy(
keV
)36. 039 . 542 . o
裡6 . 554 . 0
る6 )
.
この
X
線エ ネルギー
を,X
線 管に印 加す る管
電 圧に よっ て制 御してい る現 在の考え方で は,
同 一
の管
電 圧で も,
ま た高 電 圧 発生装 置 闇で も
,
放 射さ れ るX
線エ ネル ギー
に は 大 き な相違 がある以上
,
画 像コ ン トラス ト を管
電圧 で制 御 するの では な く,X
線エ ネルギー
の選 択す るこ とこそ画 像 作 成に重 要な方 法と考 える
.
ま た
, 被
曝 低 減や濃 度 補 償の た め に必 要 以 上 に, 付 加 フ ィ ル タ や吸 収 体を使 用 するこ とはX
線エ ネル ギー
を 上昇さ せ
,
画像
コ ン トラ ス トが低 下す るこ と を考 慮し な け れ ば な ら ない.
遠 距 離
air
gap
撮 影の画 像が’ 1
青報 量に おい て優
れ ている とい う報 告は,
X
線エ ネル ギー
の変 化に よ る もの で はな く
,
他の要 因を考えさ せ る もの で あっ た. ゆ
4 . 臨床胸部 写 真 の 濃度 分 布 と 撮 影管 電 圧
A
丘1ter
;2.
mm
AI
I
O . 2mrn
Cu Bnlter
;10
mrn・ hard
villyl
chbride
4. 1
方 法1
)撮
影 条 件 管’
電圧 :
120kV −一
定管 電 流 ;
200
mA一
定撮 影 時 間;フ ォ ト タイマ 制 御 撮 影 距 離 ;
200cm
付 加 フ ィル タ ;無 し
2
)フ ォ ト タ イマ の精度 試
験フ ィ ル ム チェ ンジャ の前面 に 厚 さ
8cm
のMixDp
と 線 量 計 を置 き,電圧120kV
で10
回の フ ォ トタイマ 撮 影を 行ない, 暉
射 時 間,
照 射 線量, 写 真濃 度 を 測定し た.
3
) 胸 部 写 真と濃 度 測 定点
男
性
女性
とも30代
,4D
代,50
代,60
歳 以 上の8
集 団につ い て
,
各 グルー
プ40 枚
の 日常診 療
で得られ た健 常 者の 胸部
正 面 写 真を,Fig . 5
の ような測 定 点にっ い て濃 度 を 測 定し,
濃 度の平 均 値の有
意 差は5
%検 定
を行っ た.
4. 2
結 果1
)フ ィル ムチ ェ ン ジャ に装 備さ れて い る フ ォ ト タ イマ の
精度
は,操 作
パ ネル. .
ヒの タイマ 表 示 値で,
変 動 係 数(以 下,
CV
) はO. 036
で あ り,
照 射 線量のCV
は0 . 016
であっ た
.
ま た濃 度のばらつ き は,
その平 均 値と標 準 偏 差で
1 . 50
±O. 02
であっ た.
2
) 左上肺
野の背 部第 5 ・ 6
肋 骨 間 (B
点 )の濃 度は,
全
体
と し て1 . 73
±0 . 12
と変 動し た が,
世 代 間お よび 性 別 間で その平 均値
に有
意 差はなか っ た.
し か し,
全 男 性の 濃 度 域は1. 60〜1. 9C
), 全 女性は1 . 60 〜
ユ. 86
と性 別 間に差 は な かっ た が, 男女の世 代 間に は か な りのば らっ きを認(