第77回 午後 12

ガンマカメラで正しいのはどれか。2つ選べ。

シンチレータが厚いほど空間分解能が高い。
位置計算には抵抗マトリクス方式が用いられる。
NaI(Tl)シンチレータの厚さは2インチ程度である。
エネルギー演算機構はZ信号加算回路と波高分析器からなる。
入射γ線エネルギーが高いほどシンチレータの光電吸収検出効率は高い。

出典：厚生労働省公開PDF（令和7年版）

✅ 正解を表示

2．位置計算には抵抗マトリクス方式が用いられる。
4．エネルギー演算機構はZ信号加算回路と波高分析器からなる。

解説

✔　ガンマカメラ：体内からの微弱な放射線を捉える超高感度カメラ 📸

ガンマカメラは、体内に投与した放射性医薬品から放出される微弱なガンマ（γ）線を検出し、その体内分布を画像化する装置です。γ線が検出器に到達してから、1枚の画像ができるまでのプロセスを理解することが重要です。

① シンチレータでの検出：厚さと性能のトレードオフ

体から飛んできたγ線は、まずNaI(Tl)シンチレータという結晶に当たり、そのエネルギーが微弱な光（シンチレーション光）に変換されます。このシンチレータの厚さは、画質を決定づける重要な要素です。

厚いシンチレータの場合
- 利点: ガンマ線が結晶を通り抜ける確率が減り、捕まえやすくなるため、検出効率は高くなります。
- 欠点: 結晶内で発生した光が、光電子増倍管に到達するまでの距離が長くなります。その間に光が大きく広がってしまうため、発生した正確な位置が分かりにくくなり、空間分解能は低くなります。
薄いシンチレータの場合
- 利点: 発生した光がすぐに光電子増倍管に到達し、光の広がりが少ないため、発生位置を正確に特定でき、空間分解能は高くなります。
- 欠点: ガンマ線が結晶を通り抜けてしまう確率が高くなり、検出できる数が減るため、検出効率は低くなります。

このように、シンチレータの厚さにおいて、検出効率と空間分解能はトレードオフの関係にあります。

② 信号処理：位置とエネルギーを見分ける

シンチレータで発生した光は、光電子増倍管（PMT）で電気信号に変換・増幅された後、2つの回路で処理されます。

位置演算回路
- 複数のPMTが受け取った光の強さのバランスから、「光がどこで発生したか」という位置（X,Y座標）を計算します。この計算に抵抗マトリクス方式が用いられます。
エネルギー演算回路
- 全てのPMTからの信号を合計し（Z信号）、そのγ線が持っていたエネルギーの大きさを計算します。その後、波高分析器（PHA）で、散乱線などの不要なエネルギーを持つ信号を除去し、目的のγ線だけを選び出します。

✔　各選択肢について

1． シンチレータが厚いほど空間分解能が高い。

❌ 誤り
上記の通り、シンチレータが厚いと光が結晶内で広がるため、空間分解能は低下します（検出効率は向上します）。

２．位置計算には抵抗マトリクス方式が用いられる。

✅ 正解
PMT群からの信号の加重平均をとって発生位置を計算するために、抵抗マトリクスを用いた回路が一般的に使われます。

3．NaI(Tl)シンチレータの厚さは2インチ程度である。

❌ 誤り
SPECTで一般的に用いられるNaI(Tl)結晶の厚さは3/8インチ（約9.5mm）が標準です。
2インチ（約5cm）もの厚い結晶は、より高エネルギーのγ線を扱うPET装置などで用いられます。

4．エネルギー演算機構はZ信号加算回路と波高分析器からなる。

✅ 正解
全PMTの信号を足し合わせたZ信号でエネルギーの大きさを求め、波高分析器でエネルギーの選別（ウィンドウ設定）を行います。

5．入射γ線エネルギーが高いほどシンチレータの光電吸収検出効率は高い。

❌ 誤り
光電吸収は、γ線のエネルギーが低いほど起こりやすい現象です。エネルギーが高くなるほどコンプトン散乱が優位になり、光電吸収の割合は低下します。

出題者の“声”

この問題は、ガンマカメラの画質を決める「物理特性」と「信号処理の基本原理」を、セットで正しく理解しておるかを試しておる。

学生がよく間違えるのは、1番と3番じゃな。

「厚い方がたくさん検出できるから、性能が良いに違いない」と思い込み、1番を選んでしまう。→ 効率と分解能のトレードオフを理解しておらん証拠じゃ。
「NaI(Tl)結晶」という言葉のイメージだけで、「分厚いもの」と勘違いし、3番の「2インチ」に飛びついてしまう。→ SPECTとPETでの結晶の厚みの違いを知らん証拠じゃ。

これらは、単なる丸暗記ではなく、なぜその厚さなのか、厚くするとどうなるのか、という原理から理解していないと、見事にひっかかってしまうぞ。

臨床の“目”で読む

ガンマカメラの基本原理の理解は、日々の品質管理（QC）やトラブルシューティング、そして画質の最適化に直結します。

ー装置特性の理解が画質を左右するー

分解能と感度のバランス
- 例えば、高エネルギーのガリウムシンチグラフィでは、分解能を少し犠牲にしても、感度の高い厚めのシンチレータや高エネルギー用コリメータを選択します。このトレードオフを理解していると、検査目的に応じた最適な画質設定の意図が分かります。
エネルギーウィンドウ設定
- エネルギー演算の仕組みを理解していれば、散乱線の影響をどう除去するか、なぜウィンドウ設定が画質に重要なのかを、後輩や他職種に論理的に説明できます。

例えば、心筋シンチの画像が不鮮明なとき、単に「患者さんの動きのせい」と片付けるのではなく、「エネルギー設定がズレているのでは？」「検出器の感度補正が不十分かも？」といった、装置側に起因する可能性を疑えるか。その視点を持つことが、放射線技師には求められます。

今日のまとめ

シンチレータの厚さと性能はトレードオフの関係。厚いほど効率↑・分解能↓、薄いほど効率↓・分解能↑。
SPECT用NaI(Tl)シンチレータの標準的な厚さは3/8インチ（約1cm）。
γ線の位置計算には、PMTからの信号を重み付けする抵抗マトリクス方式が用いられる。
エネルギーの選別は、全PMTの信号を合計したZ信号を波高分析器で分析して行う。
光電吸収の効率は、γ線のエネルギーが低いほど高くなる。

第77回午後 12

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