投影放射線撮影

投影放射線撮影
肘の前後および外側X線写真
ICD-10-PCS	B?0
ICD-9-CM	87
OPS-301 コード	3-10...3-13

投影放射線撮影法は、従来の放射線撮影法とも呼ばれ、^{[ 1 ]} X線放射によって2次元画像を生成する放射線撮影法および医用画像処理の一種です。投影放射線撮影法は、画像処理中のX線ビームの方向と患者の位置決めを特に指す放射線写真投影とは異なることに注意することが重要です。画像の取得は通常、放射線技師によって行われ、画像は放射線科医によって検査されることがよくあります。手順と結果として得られる画像はどちらも単に「X線」と呼ばれることがよくあります。単純放射線撮影法またはレントゲン撮影法は、通常、投影放射線撮影法（ 3D画像を生成できるコンピューター断層撮影などのより高度な技術を使用しない）を指します。単純放射線撮影法は、技術的にも投影的 である透視法とは対照的に、造影剤を使用しない放射線撮影法や単一の静止画像を生成する放射線撮影法を指すこともあります。

装置

X線発生器と検出器を用いた投影放射線画像の取得

X線発生装置

投影型レントゲン写真では通常、 X 線管から X 線を発生させるX 線発生装置によって生成された X 線が使用されます。

グリッド

散乱X線が検出器に到達する量を減らすために、患者と検出器の間に散乱防止グリッドを設置する場合があります。これにより画像のコントラスト分解能は向上しますが、患者の放射線被曝量は増加します。

検出器

検出器は、主に 2 つのカテゴリに分類できます。イメージング検出器 (写真乾板や X 線フィルム (写真フィルム) など。現在では主に、イメージングプレートやフラットパネル検出器などのさまざまなデジタル化デバイスに置き換えられています) と線量測定装置 (電離箱、ガイガー カウンター、線量計など。これらは、たとえば、放射線防護の機器や手順が継続的に有効であること を確認するために、局所的な放射線被曝、線量、線量率を測定するために使用されます) です。

シールド

鉛は、散乱したX線を 遮蔽するために放射線技師が使用する主な材料です。

画像のプロパティ

病院の放射線科室でX線検査を受けている患者。

投影X線撮影は、X線の特性（ビームの量と質）と、それが人体組織とどのように相互作用するかに関する知識に基づいて診断画像を作成します。X線は電離放射線の一種であり、原子から電子を奪い、電荷を与えてイオン化するのに十分なエネルギーを持っています。

X線減衰

照射が行われると、X 線は一次ビームとして管から出ます。一次ビームが人体を通過すると、減衰と呼ばれるプロセスで放射線の一部が吸収されます。密度の高い組織は密度の低い組織よりも減衰率が高いため、骨は軟部組織よりも多くの X 線を吸収します。減衰後に一次ビームに残ったものは、残留ビームと呼ばれます。残留ビームは、画像受容器を露出させる役割を果たします。画像受容器上で最も多くの放射線を受け取る領域 (残留ビームの中で最も減衰が少ない部分) は、より強く露出されるため、より暗いものとして処理されます。逆に、画像受容器上で最も放射線を受け取る領域 (残留ビームの中で最も減衰が大きい部分) は、露出が少なく、より明るいものとして処理されます。このため、密度が非常に高い骨はレントゲン写真では「白」に写り、大部分が空気で密度が最も低い肺は「黒」に写ります。

密度

放射線透過濃度は、画像全体の暗さの度合いを表す指標です。濃度は対数単位で、フィルムに当たる光とフィルムを透過する光の比率を表します。放射線透過濃度が高いほど、フィルムの不透明な部分が多くなり、低いほど、フィルムの透明な部分が多くなります。

しかし、デジタル画像では、濃度は明るさと呼ばれることもあります。デジタル画像におけるレントゲン写真の明るさは、コンピュータソフトウェアと画像を表示するモニターによって決まります。

対比

コントラストとは、画像内の隣接する部分間の放射線濃度の差として定義されます。最終的なレントゲン写真における黒と白の間の色調の範囲です。高コントラスト、つまり短尺コントラストとは、レントゲン写真にグレーが少なく、白と黒の間のグレーの陰影が少ないことを意味します。低コントラスト、つまり長尺コントラストとは、レントゲン写真にグレーが多く、白と黒の間のグレーの陰影が多いことを意味します。

放射線画像のコントラストと密接に関連しているのが、露出ラチチュードの概念です。露出ラチチュードとは、記録媒体（受像体）が診断に有用な濃度で反応する露出範囲のことです。言い換えれば、これは放射線技師が露出係数を設定する際に持つ「柔軟性」または「余裕」のことです。コントラストのスケールが狭い画像は露出ラチチュードが狭くなります。コントラストのスケールが長い画像は露出ラチチュードが広くなります。つまり、放射線技師は診断品質の画像を作成するために、より幅広い技術的要因を活用できるということです。

コントラストは、X線ビームのキロボルト（kV；エネルギー／線質／透過性）と、撮影対象となる身体部位の組織組成によって決まります。デジタル画像におけるルックアップテーブル（LUT）の選択もコントラストに影響を与えます。

一般的に、骨の解剖学的構造が臨床的に重要な部位（四肢、胸郭など）では、高いコントラストが必要です。軟部組織（腹部や胸部など）が重要な部位では、これらの部位の軟部組織の色調を正確に示すために、低いコントラストが望ましいです。

幾何学的拡大

投影放射線写真における焦点サイズと幾何学的不鮮明さの関係を示す画像。^{[ 2 ]}

幾何学的倍率は、検出器がX線源から物体よりも遠く離れていることによって生じます。この点で、線源検出器間距離（SDD）^{[ 3 ]}は、発生源と検出器間の距離の測定値です。別名は、線源^{[ 4 ]} /焦点-検出器/像受容器^{[ 4 ]} /フィルム間距離（SID、^{[ 4 ]} FIDまたはFRD）です（後者はX線フィルムを使用する場合に使用されます） 。

推定放射線拡大係数（ERMF ）は、線源検出器距離（SDD）を線源物体距離（SOD）で割った比である。 ^{[ 5 ]}物体の大きさは次のように与えられる。ここで、 _投影サイズは物体が検出器上に形成する投影のサイズである。腰椎および胸部X線写真では、ERMFは1.05～1.40になると予想される。^{[ 6 ]}投影X線写真で見られる物体の真の大きさは不確実であるため、その大きさは椎骨の寸法など体内の他の構造と比較されるか、臨床経験によって経験的に求められることが多い。^{[ 7 ]}${\displaystyle Size_{object}={\frac {Size_{projection}}{ERMF}}}$

光源-検出器距離（SDD）は光源-物体距離（SOD）^{[ 8 ]}および物体-検出器距離（ODD）とほぼ相関関係にあり、SOD + ODD = SDDという式で表されます。

幾何学的なアンシャープネス

幾何学的アンシャープネスは、X線発生装置がX線を一点からではなく、焦点サイズとして測定される領域から発生させることによって発生します。幾何学的アンシャープネスは、焦点サイズおよび推定放射線拡大係数（ERMF）に比例して増加します。

幾何学的歪み

臓器と検出器の相対的な距離は、X線の方向によって異なります。例えば、胸部X線写真は、X線を後方から照射する（「後前像」または「PA像」と呼ばれる）のが望ましいです。しかし、患者が立つことができない場合は、患者を仰臥位に寝かせた状態でX線を上方から照射する（「前後像」または「AP像」と呼ばれる）撮影が必要となる場合が多く、この場合、例えば心臓は検出器から遠いため、幾何学的な拡大によって実際よりも大きく見えることがあります。^{[ 9 ]}

散らばる

散乱線除去グリッドの使用に加えて、ODDのみを増加させることで、受容器に到達する散乱線の量を減らすことで画像コントラストを向上させることができます。しかし、SDDも比例して増加させない場合、ODDの増加と幾何学的不鮮明度の増加とのバランスを考慮する必要があります。^{[ 10 ]}

標的組織による画像の違い

投影放射線撮影では、撮影する体の部位に応じて、異なる量と強度の X 線を使用します。

• 骨などの硬い組織には比較的高エネルギーの光子源が必要で、通常はタングステン陽極を高電圧（50～150 kVp）で3相または高周波装置にかけ、制動放射線を発生させます。骨組織や金属は周囲の組織よりも密度が高いため、X線光子をより多く吸収することで、フィルムの被曝を抑えます。^{[ 11 ]} 密度の高い組織がX線を吸収または遮断する箇所では、結果として得られるX線フィルムは被曝せず、半透明の青で表示されます。一方、フィルムの黒い部分は脂肪、皮膚、内臓などの密度の低い組織を表しており、X線を遮断することはできませんでした。これは通常、骨折や異物（飲み込んだ硬貨など）を観察するために使用され、変形性関節症、感染症（骨髄炎）、癌（骨肉腫）などの骨の病理、および成長研究（脚の長さ、軟骨無形成症、脊柱側弯症など）の発見にも使用されます。
• 軟部組織は硬部組織と同じ装置で検査されますが、より「柔らかい」、つまり透過性の低いX線ビームが使用されます。一般的に検査される組織には、胸部X線写真における肺や心臓の影、腹部X線写真における腸の気道パターン、頸部の軟部組織、MRI検査前の頭蓋骨X線写真による眼窩（放射線不透過性異物（特に金属）の有無を確認するため）などがあります。そしてもちろん、骨損傷のX線写真における軟部組織の影は、放射線科医が隠れた外傷の兆候（例えば、肘の骨折でよく見られる「脂肪体」の兆候）を探すために検査されます。

投影放射線撮影用語

検査中のX線

注: 簡略化された単語「ビュー」は、放射線写真の投影を説明する際によく使用されます。

単純X線撮影とは、一般的に投影X線撮影（ CTなどの高度な技術を用いない撮影）を指します。また、造影剤を用いないX線撮影や、透視検査とは対照的に、単一の静止画像を生成するX線撮影を指す場合もあります。

• AP - 前後
• PA - 後前部
• DP - 背足底
• 横方向- 中心線を正中矢状面に垂直に投影した投影
• 斜位- 中心線を体の各面に対して斜めに照射して撮影した投影像。斜位角と、X線ビームが体のどの部分から出ているか（右または左、前方または後方）によって表されます。例えば、頸椎の右前斜位は45度です。
• 屈曲- 屈曲した状態で関節をレントゲン撮影する
• 伸展- 関節は伸展した状態でレントゲン撮影されます
• 応力ビュー- 関節の主な動きとは異なる方向に外力が加わった状態での関節の観察。安定性の検査。
• 体重負荷- 通常は被験者が立った状態で
• HBL、HRL、HCR、またはCTL - 水平ビームラテラル、水平レイラテラル、水平セントラルレイ、またはクロステーブルラテラル。通常、患者が動けない場合に、側面投影を取得するために使用されます。
• うつ伏せ- 患者は前向きに横たわる
• 仰臥位- 患者は仰向けに寝ます
• 臥位- 患者は横たわっている。体表面の向きによってさらに説明される：背側（背中を下にして）、腹側（前を下にして）、または側方（左側または右側を下にして）。
• OM - 後頭-オトゲンラル、メンティ（顎）から後頭（特に外後頭隆起）まで伸びる仮想的な位置線
• 頭側または頭方- チューブを頭部に向けて角度をつける
• 尾部- 足に向かって管の角度が変化する

標的臓器または構造別

胸

正常（左）と癌（右）のマンモグラフィー画像。

乳房の投影型放射線検査はマンモグラフィーと呼ばれます。これは主に女性の乳がんのスクリーニングに使用されていますが、男性の乳房の観察にも使用され、生検または乳房部分切除の前に放射線科医または外科医と共同で疑わしい組織の位置を特定するために使用されています。乳房を拡大するように設計された乳房インプラントはマンモグラフィーの視認性が低下し、より多くのビューを撮影する必要があるため、イメージングに時間がかかります。これは、インプラントに使用されている材料が乳房組織に比べて非常に密度が高く、フィルム上では白く（透明に）見えるためです。マンモグラフィーに使用される放射線は、硬い組織に使用される放射線よりも柔らかくなる傾向があります（光子エネルギーが低い）。多くの場合、モリブデン陽極付きの管が約30000ボルト（30 kV）で使用され、X線エネルギーの範囲は約15～30 keVになります。これらの光子の多くは、対象物質の原子構造によって決まる特定のエネルギーの「特性放射線」（Mo-K 放射線）です。

胸

正常な胸部後前方向（PA）のX線写真。

胸部X線写真は、胸壁（骨を含む）だけでなく、胸腔内の構造物（肺、心臓、大血管など）に関わる多くの疾患の診断に用いられます。胸部X線写真で一般的に診断される疾患には、肺炎、気胸、間質性肺疾患、心不全、骨折、食道裂孔ヘルニアなどがあります。通常は、立位後前位（PA）撮影が推奨されます。また、鉱山などの粉塵にさらされる産業において、胸部X線写真は職業性肺疾患のスクリーニングにも用いられます。 ^{[ 12 ]}

胸部疾患の中には、スクリーニングには有効ですが、診断には不十分なものがあります。胸部X線検査で疾患が疑われる場合、確定診断を下すため、あるいは最初の胸部X線検査で示唆された診断を支持する証拠を得るために、胸部X線検査を追加で実施することがあります。肋骨骨折が転位している疑いがあり、肺やその他の組織構造に損傷を与える可能性が高い場合を除き、胸部X線検査は患者の治療方針に影響を与えることはないため、必要ありません。

腹部

腹部のレントゲン写真。

小児では、腸閉塞、消化管穿孔、消化管異物、腹部腫瘤の疑い、腸重積（後者は鑑別診断の一部として）などの急性期に腹部X線検査が適応となる。 ^{[ 13 ]}しかし、小児の腹腔内損傷の診断にはCTスキャンが最善の代替手段である。 ^{[ 13 ]}成人の急性腹痛の場合、腹部X線検査の感度と精度は一般に低い。CT断層撮影では、全体的に優れた手術戦略計画が可能になり、不必要な開腹手術を減らすことができる。したがって、急性腹痛で救急外来を受診した成人には腹部X線検査は推奨されない。^{[ 14 ]}

標準的な腹部X線撮影プロトコルは、通常、仰臥位での単一の前後投影である。^{[ 15 ]}腎臓、尿管、膀胱投影（KUB）は、尿路の各レベルをカバーする腹部の前後投影であるが、必ずしも横隔膜は含まれない。

軸骨格

頭

• 脳血管造影検査では、脳内および脳周囲の血管を可視化することができます。頭部X線撮影の前に造影剤を注入します。

• 眼窩X線検査では、左右の眼窩を撮影しますが、通常は前頭洞と上顎洞も含まれます。

• 歯科放射線撮影では、比較的密度が高い歯を、透過性の高い少量の放射線で観察します。歯科医は、痛みのある歯や歯茎をX線装置で検査することがあります。使用される装置は通常、最も古く単純な単相直流パルス装置です。歯科技工士または歯科医がこれらの装置を操作でき、法律では放射線技師がその場に立ち会う必要はありません。歯科放射線撮影で使用される投影放射線撮影法から派生した技術がオルソパントモグラフィーです。これは、焦点面断層撮影法を使用して上顎と下顎をパノラマ画像化する技術で、画像取得中にX線発生器とX線検出器を同時に移動させることで、関心のある面のみに一貫した露出を保ちます。

• 副鼻腔 - 英国では標準的なプロトコルは口を開けた状態でのOMです。^{[ 15 ]}
• 顔面骨 - 英国における標準的なプロトコルはOMとOM 30°です。^{[ 15 ]}

外傷の場合、英国の標準的なプロトコルでは、投影X線撮影の代わりに頭蓋骨のCTスキャンを行う。 ^{[ 15 ]}頭蓋骨を含む骨格検査は、例えば多発性骨髄腫で適応となることがある。^{[ 15 ]}

その他の軸骨格

重症外傷症例の全身X線写真（ただし、通常は全身CTスキャンが望ましい）で、両側大腿骨骨折がみられる。^{[ 16 ]}

• 脊椎（脊柱）の投影レントゲン写真では、実効線量約 1.5 mSvが照射されます。これは、6 か月の背景放射線相当時間に匹敵します。

• 頸椎：英国では、前頭および外側投影が標準です。外傷がある場合のみ、ペグ投影を行います。斜筋および屈曲・伸展投影は特別な要請に応じて行います。^{[ 15 ]}米国では、5つまたは6つの投影が一般的です。外側投影、2つの45度斜筋、前頭軸投影（頭側）、C1-C2の「開口」前頭投影、および必要に応じてC7-T1をよりよく視覚化するための頸胸郭外側投影（スイマーの投影）です。特殊な投影には、頸椎の屈曲および伸展を伴う外側投影、C1-C2の軸投影（フックス法またはジャッド法）、および関節柱のAP軸投影（尾側）があります。
• 胸椎 -英国ではAPと外側投影。 ^{[ 15 ]}米国ではAPと外側投影が基本的な投影法である。椎間関節をよりよく視覚化するために、外側から20度の斜位投影を指示することもある。
• 英国では、腰椎 - APおよび外側+/- L5/S1像が撮影されますが、斜筋や屈曲・伸展の撮影はまれです。^{[ 15 ]}米国では、基本的な投影図にはAP像、2つの斜筋像、外側像、そしてL5-S1間隙をより鮮明に観察するための外側L5-S1スポットが含まれます。特殊な投影図としては、AP像の右屈曲と左屈曲、そして外側像の屈曲・伸展像があります。
• 骨盤 -英国ではAPのみ、SIJ投影（うつ伏せ）は特別なリクエストに応じて。^{[ 15 ]}

• 仙骨と尾骨: 米国では、両方の骨を検査する場合、仙骨と尾骨のそれぞれについて頭側と尾側の AP 軸方向投影が別々に取得され、さらに両方の骨の単一の外側投影も取得されます。

• 肋骨：米国では、関心領域の位置に基づいて肋骨投影図が一般的に作成されます。これは、標準的な胸部X線撮影よりも短い波長、高い周波数、高い放射線量で得られます。

• 前方関心領域 - PA 胸部 X 線、肋骨の PA 投影、および非関心側を画像受容器に最も近くした 45 度前方斜位。
• 関心のある後方領域 - PA 胸部 X 線、肋骨の AP 投影、および関心のある側が画像受容器に最も近い 45 度の後斜位。

• 胸骨。英国における標準的な投影は、PA胸部と外側胸骨である。^{[ 15 ]} 米国では、2つの基本的な投影は、15～20度の右前斜位と外側である。

• 胸鎖関節 - 米国では通常、単一の PA と右および左の 15 度の右前斜筋として指示されます。

肩

AP 関節窩（Grashey ビュー）。

これらには次のものが含まれます。

グラッシー法によるAP投影40°後斜筋

撮影するには、体を肩に向かって約30～45度回転させ、立位または座位で腕を垂らします。この方法により、関節間隙とソケット方向の垂直方向のアライメントが明らかになります。^{[ 17 ]}

腋窩経由投影

腕は80～100度外転させる。この方法では以下のことが明らかになる。^{[ 17 ]}

• 上腕骨頭がソケットに対して水平に整列し、外側鎖骨が肩峰に対して水平に整列します。
• 眼窩の前縁および後縁、または結節陰性の病変。
• 肩峰骨端線が最終的に閉鎖しない状態。
• 烏口上腕骨間隙

Y投影

肩甲骨の縦軸が放射線の進路と平行になるように、肩の外側輪郭をフィルムの前方に配置する。この方法により、以下のことが明らかになる。^{[ 17 ]}

• 上腕骨頭とソケットの水平方向の集中化。
• 烏口肩峰弓の骨縁、したがって棘上筋出口管。
• 肩峰の形状

この投影法は誤差に対する許容度が低いため、適切に実行する必要がある。^{[ 17 ]} Y投影法は、1933年にWijnblathが発表したcavitas-en-face投影法にまで遡ることができる。^{[ 18 ]}

英国では、肩の標準的な投影図はAP投影図と外側肩甲骨投影図、または腋窩投影図です。^{[ 15 ]}

• 
  腋窩経由
• 
  Y投影

四肢

四肢の投影X線写真では実効線量約0.001mSvが照射され、これは背景放射線等価時間の3時間に匹敵します。^{[ 16 ]}

英国における標準的な投影プロトコルは以下のとおりである。^{[ 15 ]}

• 鎖骨 - APとAP頭蓋
• 上腕骨 -前部および外側
• 肘 -前額部および外側部。橈骨頭の投影図はご要望に応じて提供可能です。

• 
  横方向投影
• 
  前後投影
• 
  左肘の30度内斜投影
• 
  左肘外斜投影30度

• 橈骨と尺骨 -前額部と外側部
• 手首 - DPと外側

• 
  左手首の背底投影
• 
  横方向投影

• 舟状骨 -尺骨偏位を伴うDP、外側、斜位および30°角度のDP
• 股関節：APと外側^{[ 15 ]}

• ローエンシュタイン投影法は、大腿骨と寛骨臼の関係を強調した股関節の検査法です。患側の膝を屈曲させ、大腿部をほぼ直角まで引き上げます。これはフロッグレッグポジションとも呼ばれます。

• 
  正常な股関節のAP像
• 
  正常な股関節のラウエンシュタイン投影

用途としては股関節形成不全のX線撮影などがある。

• 手 - DPと斜位

• 
  左手（背足底投射）
• 
  横方向投影
• 
  斜投影

• 指 - DPと外側
• 親指 - APと外側
• 大腿骨 - APおよび外側
• 膝関節 -前後および外側。顆内投影はご要望に応じて行います。
• 膝蓋骨 -スカイライン投影

• 
  右膝、前後
• 
  右膝外側
• 
  膝蓋骨、（わずかに歪んだ）スカイライン

• 脛骨と腓骨 -前額部と外側部
• 足首 - AP/ほぞ穴と外側

• 
  足首 - 前面
• 
  15度の内旋
• 
  横方向（足首の関節をまっすぐ見ることができず、少し最適とは言えません）
• 
  外側斜筋（脛骨の後縁を視覚化するため）

• 踵骨 -軸方向と外側
• 足 / つま先 -背底、斜位、外側^{[ 19 ]}

• 
  足底背投影による正常な右足
• 
  斜投影
• 
  横方向投影

特定の病態が疑われる場合は、特定の投影画像が必要です。例えば、くる病の骨格所見は、主に上腕骨近位部、橈骨遠位部、大腿骨遠位部、そして脛骨近位部と遠位部など、成長が急速な部位に現れます。したがって、くる病の骨格検査は、膝、手首、足首の前後X線写真で行うことができます。^{[ 20 ]}

一般的な病気の模倣

放射線学的疾患模倣物とは、視覚的なアーティファクト、正常な解剖学的構造、あるいは無害な変異体であり、疾患や異常を模倣する可能性がある。投影X線撮影において、一般的な疾患模倣物には、宝飾品、衣服、皮膚のひだなどが含まれる。^{[ 21 ]}一般医学において、疾患模倣物は、他の疾患の症状や徴候に類似する。^{[ 22 ]}

• 
  皮膚のひだ（白い矢印）の隣にある股関節骨折（黒い矢印）。
• 
  胸部レントゲン写真で肺陰影のように見えるベッドシーツ

参照

• 解剖学的な位置の用語
• デジタルレントゲン撮影
• 妊娠中の医療画像診断（投影X線撮影を含む）
• 医療画像
• 放射線技師
• レントゲン検査
• 断層撮影
• X線
• X線検出器
• X線発生装置

参考文献

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外部リンク

• オンライン放射線撮影ポジショニングマニュアル
• ニースのガイドライン
• 人間の骨格