X 線エネルギー 40 keV のときに比べ 70 keV のとき CT 値が増加するのはどれか。
- 水
- 筋 肉
- 脂 肪
- 脳白質
- 脳灰白質
出典：厚生労働省公開PDF（令和6年版）
3．脂 肪
解説
✔ CT値の正体は「水との背比べ」
まず、CT値（HU）の定義を思い出しましょう。
「水を基準（0 HU）にして、X線をどれだけ通しにくいか（線減弱係数 ）を比較した数値」です。
- 水より通しにくい（骨など） ➡ プラス
- 水より通しやすい（脂肪・空気） ➡ マイナス
この問題のカギは、「X線のエネルギーが変わると、水とその他の物質の関係がどう変わるか？」 です。
✔ 40keV vs 70keV：主役が変わる！
X線と物質の相互作用には、主役が2人います。
- 光電効果（低いエネルギーで主役）
- 原子番号（Z）が大きいほど、X線をバクバク食べます（吸収します）。
- コンプトン散乱（高いエネルギーで主役）
- 原子番号はあまり関係なく、密度（電子密度）で勝負します。
この2人の主役の交代劇を、「水（酸素O・水素H）」と「脂肪（炭素C・水素H）」で見てみましょう。
- 水の実効原子番号： 約 7.4
- 脂肪の実効原子番号： 約 6.0
- ※脂肪は炭素（Z=6）がメインなので、水（酸素 Z=8）より原子番号が小さいのが最大のポイントです！
【ラウンド1：40 keV（低エネルギー）】
ここでは「光電効果」が支配的です。光電効果は原子番号（Z）の差に敏感です。 原子番号の大きい「水」は、脂肪よりも圧倒的にX線を吸収します。 水と脂肪の差（格差）がめちゃくちゃ開くため、基準の水に比べて脂肪のCT値は「ものすごく低い（マイナスが大きい）」値になります。 （例：-120 HU）
【ラウンド2：70 keV（高エネルギー）】
エネルギーが上がると光電効果は激減し、「コンプトン散乱」が支配的になります。 こうなると原子番号の有利不利はなくなり、純粋な「密度」勝負になります。 水と脂肪の差は、低エネルギーの時ほど大きくありません（格差が縮まる）。 その結果、脂肪のCT値は「そこそこのマイナス」に戻ってきます。 （例：-70 HU）
✔ マイナスの「増加」に注意！
ここで注意ポイントです。
- 40 keV のとき： -120 HU
- 70 keV のとき： -70 HU
-120 から -70 への変化は、数値としてはプラス方向に「増加」しているという点に注意！
✔ 他の選択肢（筋肉・脳など）は？
筋肉や脳（白質・灰白質）は、水よりもタンパク質などが多く、実効原子番号や密度が水よりわずかに高い組織です。 これらは通常、プラスのCT値（30〜50 HU）を持ちます。
- 低エネルギー (40 keV)
- 原子番号の利が効いて、水との差が広がる → より高いプラスになる（例：60 HU）。
- 高エネルギー (70 keV)
- 原子番号の利が消え、差が縮まる → 低いプラスになる（例：40 HU）。
つまり、筋肉や臓器、ヨード造影剤などは、エネルギーが上がるとCT値は「減少」します。 唯一、水より原子番号が低い「脂肪」だけが、逆の動き（増加）を見せるのです。
出題者の“声”
この問題は、昨今のデュアルエナジーCT（DECT）やスペクトラルCTの普及を象徴する良問じゃ。 多くの学生さんが「エネルギーが上がると、CT値は下がる（コントラストが落ちる）」という「一般論」だけで解こうとして、ドツボにハマる問題じゃな。
「管電圧を下げるとコントラストがつく（CT値が上がる）」 これは筋肉や臓器、造影剤に対しては正解じゃが、脂肪に対しては間違いになる。 脂肪はもともとマイナスじゃから、コントラストがつく（0から離れる）ということは、「より小さく（よりマイナスに）」なるということじゃ。
逆に、エネルギーを上げれば、脂肪は0（水）に近づいていく。 マイナスの世界で0に近づく、つまりCT値は「増加」していくというイメージはついておるかね？
CT値とは水との比較であるという本質、そして「脂肪だけがマイナスのCT値を持つ仲間はずれ」だと気付けた者は、このひっかけを見破って正解を選べたはずじゃ。
臨床の“目”で読む
この知識、最新のCT解析ですごく役立ちます。
- 仮想単色X線画像（Virtual Monoenergetic Image: VMI）
- 最近のCTでは、撮影後に「40keVの画像」や「70keVの画像」を自由自在に作れます。
- 40keV（低keV）
- ヨード造影剤（血管や腫瘍）のコントラストさせたい時に使います。この時、背景の脂肪はより黒く（-120 HUとかに）沈むため、結果として「白（血管）と黒（脂肪）のメリハリ（コントラスト）」が最強になります。
- 70keV（高keV）
- 標準的な画像（120kVp相当）に近く、自然な見え方になります。
- 40keV（低keV）
- 最近のCTでは、撮影後に「40keVの画像」や「70keVの画像」を自由自在に作れます。
- 脂肪の定量評価
- 「CT値で脂肪肝を評価しよう」という時、撮影した管電圧（80kVか120kVか）によって、測定値が変わってしまうことを知っておく必要があります。 「低電圧で撮ると、脂肪のCT値は低く出る（負に大きくなる）」。 これを知らないと、「あれ？ 去年より脂肪肝が悪化してる？（CT値が下がってる？）」と誤診してしまうかもしれません。 「CT値は絶対的な数字ではない（エネルギーに依存する）」という、常識が問われているのです。
今日のまとめ
- CT値は「水」との相対評価。エネルギー変化で「水との差」がどうなるかを考える。
- 低エネルギーでは光電効果（原子番号Zの差）が強調される。
- 脂肪（低Z）：低エネルギーで水との差が拡大（よりマイナスへ） → エネルギーが上がると差が縮小（0に近づく）
- 筋肉・臓器（高Z）：低エネルギーで水との差が拡大（よりプラスへ） → エネルギーが上がると差が縮小（0に近づく）
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