今回は、近年注目されているDual Energy CT（以下DECT）についてお話させて頂きます。説明するにあたり、まず従来使用しているCTであるSingle Energy CTの課題について述べ、続いてDual Energy撮影法、そして臨床応用という流れでまとめてみました。

従来ＣＴ撮影の課題
ご存知の通り、CTは被写体を輪切りにして3次元で体内の情報を取得出来る有能な装置ですが、実は以下のような従来のCTでは克服できない課題があります。
① CT値の違いが画像の濃淡差として表現されますが、異なる物質であってもCT値が近い場合濃淡差が付かず判別がつかないことや、同一の物質でもその密度が異なるとCT値が変化してしまう：図1参照
② X線高吸収物質（骨や金属、造影剤）に起因するアーチファクト（ビームハードニングアーチファクト）が発生してしまう：図2参照

Dual Energy撮影法
Dual energy撮影は、前述した従来のSingle energy CTの課題を克服する方法として２つのエネルギーのX線（＝Dual Energy）を利用する撮影法です。

従来CTでは120kVという単一のエネルギーが使用されてきましたが、デュアルエナジー撮影では異なる２つのエネルギー（140kV等の高エネルギーと80kV等の低エネルギー）が使用されます。

ここで、２つのエネルギーを使用した例を図3に示します。横軸をエネルギー、縦軸をCT値とし、赤：物質a、緑：物質b、青：物質cとします。物質a、物質bに注目して頂くと、2つのエネルギーを使用することで一方のエネルギーでは同じCT値を示しても（電圧A）、もう一方のエネルギーでは異なるCT値を示します（電圧B）。

以上より、別々の物質だと同定できる＝着目したい物質のみにフォーカスして表示できるという仕組みです。
さらに、このように異なったエネルギーで撮影する為、様々な種類の画像を得ることも可能になり、それがビームハードニングアーチファクトを抑えた画像の作成につながります。
この2つのエネルギーの取得方法はCTメーカー各社で異なり、以下の方法があります。
①Ｘ線管を２回転させて同じ部位を1回転ごとに異なるエネルギーで撮影する（２回転方式）
②ＣＴ装置に2つ管球を搭載し、異なるエネルギーで撮影する（２管球方式）
③１つの管球で高速で電圧を切替ながら撮影する（高速スイッチング方式）
④得られたエネルギーを、検出器側で低・高エネルギーに分ける（２層検出器方式）
各方式はそれぞれに特徴がありますが、今回は割愛させて頂きます。

臨床応用
では最後に、Dual Energy技術を利用して得られる画像をいくつか紹介したいと思います。

・腎結石の成分同定

尿管結石では、シュウ酸カルシウムやリン酸カルシウムなどのカルシウム結石か、それ以外なのかの鑑別が治療方針を決定する上で重要ですが、どちらの結石も通常のCTでは高いCT値を示し白く写る為その鑑別は困難です。しかし、DECTを用いれば図のようにカルシウム結石を青、それ以外を赤というように、成分の違いを可視化することができます。

・石灰化除去

 従来は困難であった石灰化を伴う血管の内腔評価が可能になります。

 

単色X線等価画像：ビームハードニングアーチファクトを抑えることができる

・金属からのアーチファクトを低減

上腕骨骨折術後など、プレートのアーチファクトにより評価困難な部分もＸ線のエネルギーを変えることにより、アーチファクトが低減され評価可能になります。

下の写真のように、50KeVから190KeVに変更していくと、金属プレートからのアーチファクト（ビームハードニングアーチファクト）が、高いエネルギーになるほど少なくなっていることがわかります。（赤丸）

X線CT認定技師　江上　桂

ヘリカルスキャンは高速撮影が可能！

CT撮影には大きく分けて2つの方式があります。

頭部撮影の撮影モードはコンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンの２通りあり、それぞれの特徴を模式図と共に下記に示します。

コンベンショナルスキャン（コンベンショナルとは「従来の」という意味）では、スキャンと寝台の移動が交互に行われます。一枚撮影したらベッドが移動し引き続き撮影という流れを繰り返す撮影で、CT撮影の基本撮影法です。一方、ヘリカルスキャンは寝台移動とスキャンが連続的に行われるもので、撮影しながらベッドが移動する撮影法です。スキャン軌道が螺旋を描くため、ヘリカルスキャンや螺旋スキャン、またスパイラルスキャンとも呼ばれます。原理的な詳細は割愛させて頂きますが、この二つの方式には次の表のような特徴があります。

ヘリカルスキャンは万能ではない！！

先述した撮影方式の違いにより、ヘリカルスキャンを用いるとCT撮影のスピードは圧倒的に速くなります。(頭部CTで3秒程度で撮影可）その為、救急時における頭部撮影では患者の体動を考慮し、ヘリカルスキャンを選択する場合が多いです。しかし、ヘリカルスキャンではチルト機能（装置を傾けて撮影する）が出来ない為、注意する点もあり今回はその事例をお示ししたいと思います。
図1-bは、頭部CTの画像です。CTでは同一スライス面上に金属などの高吸収体がある場合、図1-bのような放射状の偽陰影を生じてしまいます。図1-aは本スキャン前の位置決め画像で、この画像から撮影範囲の設定を行います。黄色線は、図1-bにおけるスライス面を示しています。図1-aと図1-bを見比べて頂くとわかるように、橋と義歯が同一スライスに存在してしまうためアーチファクトによって橋及び脳実質の描出がやや不良となっていることがわかります。

この影響を無くす方法は、患者の体位を変えるかスキャン方式を変えるかによって、観察したい部位が義歯と同じスライスとならないようにする必要があります。患者の体位を変えるとは、具体的には顎を引き頭を高くしスライス面内に義歯が入らないようにすることです。また、スキャン走査方向を変えるとはチルト機構を利用することです。チルトとは「傾ける」という意味で、図2のようにCT装置自体に傾斜をつけて走査を行うものです。こうすることで義歯の影響を避ける事が可能となり、図2-bに示すように、橋の横にある所見が明瞭に描出されるようになります。反面、この撮影方式ではヘリカルスキャンが行えず、冠状断や矢状断といった画像再構成ができません。

これらのことを考慮し適切な撮影体位にすること、適宜最適なスキャン方法を選択することを心掛けて撮影しています。

江上桂　X線CT認定技師

＊この記事はR@H2014年9月号に掲載した内容を再編集したものになります。

 

毎年４月にパシフィコ横浜で医学放射線学会と放射線技術学会、そして医用画像総合展という画像診断関連機器の展示会が行われています。全国からたくさんの放射線科医師や技師、メーカー、物理学者などが参加する学会で私も毎年参加しています。この機器展示会ではメーカー各社が最新の装置を展示しており、大変にぎわいのある会となっています。今回私はCT装置メーカーを回ってお話を聞いてきました。最先端CT装置メーカーというと数社あり、CTマニアの間でも意見がありますが、私としては唯一２管球型という装置（従来のCT装置ですとエックス線を出力するエックス線管球という部品が１台に１つしかなかったところが２個ついているもの）を開発しているSIEMENSの装置が最も優れていると思いますので、その装置を例に最先端のCTでできることを簡単にご紹介したいと思います。

胸のCTが１秒以下で！？

２つのエックス線管球がついているので、撮影が倍速になります。最近の装置は高速化が進んでいるので１つの管球だけの装置でも十分といえるスピードを持ちますが、この方式ですとその高速CTのさらに倍なので圧倒的に速い撮影ができるというアドバンテージがあります。ここまで速いと冠動脈のCT撮影も失敗なくできるようですし、胸部の撮影でも息を止める必要もなく、心臓周囲の肺も通常ですとぶれてしまいますがここも静止した画像を得ることができるようです。

造影剤が半分以下でOK

２つの管球を持つことで、出力も倍にすることができます。CT装置の撮影ではエックス線のエネルギーを変更することができるのですが、いままで１２０kvという透過力が高いエネルギーのものを利用していたのですが、たくさんのエックス線を出せる為、この装置では透過力の弱い７０kvが使えるようになりました。７０ｋｖでは造影剤を濃く映し出す効果があります。ですから、これを利用すると半分の造影剤でも撮影できるようになるのです。当院の装置でも同じようなことができるのですが、１管球なので、大量のエックス線を出すのに時間がかかり実用的ではありません。それでも当院の江上技師が色々と工夫して一部の検査で利用しています。

なんと！４D撮影！！

撮影時間が短いことから、連続で同じ部位を撮影し続けることもできます。要は動画撮影になります。DSA検査のように造影剤が大動脈から頸動脈、脳動脈に入ってその後静脈を経て心臓にもどるまでを連続で撮影できる機能です。造影剤の動態や脳動脈瘤の脆弱な部分（ブレブ）を観察することも出来るそうです。

後から造影剤の濃度を変えられる！？

これは２つのエックス線管から２種類のエネルギーを出力させて撮影する方式でデュアルエナジー撮影と呼ばれる方式です。造影剤の見え方を撮影後に変えることができます。これを利用することで造影剤がない画像を作ることもできます。また骨のない画像や石灰化だけを除いた画像、結石の性状をみる画像、造影剤量の定量などができます。この機能で読影が楽しくなると実際に利用している放射線科医がおっしゃっていました。

最先端装置では以上のような高度な画像を撮影することができます。あらゆる応用がきくので使いこなせるのかという気もします。しかしこの装置の特徴はパワーがあって速いというところにあり、機能が沢山あるというわけではないため自然に使いこなすことが出来る良く考えられた装置だと感じています。iphoneのようにスペックが高いものほど主婦や女子高生が使いこなせてしまうのと同じです。職人のような放射線科医と技師が組んで使わないと活きて来ないようなタイプの装置もあり、それはそれでやってる方は面白いのですが、この装置のように高度な事が誰でもできるという方が時代に合っていると思っています。
X線CT認定技師　保田英志
写真引用　https://www.healthcare.siemens.co.jp/computed-tomography/imaging-contest/award2016