【第76回午前 27】感度をとるか分解能をとるか？コリメータの究極の選択

ガンマカメラの平行多孔型コリメータで正しいのはどれか。

出典：厚生労働省公開PDF（令和6年版）

✅ 正解を表示

4．コリメータ隔壁厚が薄いほどペネトレーションを起こしやすい。

解説

✔　コリメータは「ストローの束」でイメージせよ！

平行多孔型コリメータは、無数の鉛のトンネル（穴）の束です。このトンネルを「ストロー」に例えると、物理特性が直感的に理解できます。

A. 穴の大きさ（穴径 d）と長さ（厚さ L）
- 分解能（くっきり見たい）
  - 細くて長いストロー（穴径が小さく、長さが長い）越しに覗くと、真正面の狭い範囲しか見えません。
  - つまり、位置ズレが少なくなり、「分解能は高く（良く）」なります。
- 感度（明るく見たい）
  - 太くて短いストロー（穴径が大きく、長さが短い）越しだと、斜めからの光もたくさん入ってきます。
  - つまり、入ってくる放射線量が増え、「感度は高く」なります（ただしボヤけます）。
★鉄則：分解能と感度はトレードオフ！
- 「分解能を上げれば（穴を小さく長くすれば）、感度は下がる」「感度を上げれば（穴を大きく短くすれば）、分解能は下がる」
B. 隔壁の厚さ
- ストローの壁（隔壁）は、斜めから入ってきた不要なガンマ線を遮るための「鉛の壁」です。
- この壁が薄すぎると、ガンマ線が壁を突き抜けて隣の穴に入ってきてしまいます。これを「ペネトレーション」と呼びます。
- これが起きると、本来写るはずのない場所に信号が出てしまい、画像がボケたり、星状のアーチファクトが出たりします。

✔　各選択肢について

1．穴径が小さいほど感度が高い。

２．穴径が大きいほど空間分解能が高い。

❌ 誤り
穴が大きい（太いストロー）と、斜めからのガンマ線もどんどん受け入れてしまいます。どこから飛んできたか分からなくなるため、空間分解能は「低く（悪く）」なります。（その代わり感度は高くなります）

3．コリメータの穴の長さが長いほど空間分解能が低い。

4．コリメータ隔壁厚が薄いほどペネトレーションを起こしやすい。

✅ 正解
鉛の壁が薄いと、ガンマ線を遮りきれずに突き抜けてしまいます。これがペネトレーションです。これを防ぐために、使用する核種のエネルギー（強さ）に合わせて、適切な厚みのコリメータを選ぶ必要があります。

5．高エネルギー型では低エネルギー型よりコリメータ隔壁厚が薄い。

❌ 誤り
高エネルギー（例：¹³¹Iなど）のガンマ線は、貫通力が強いです。それを止めるためには、低エネルギー用（例：^99mTc用）よりも、「分厚い隔壁」が必要です。壁を厚くすると、必然的に穴の面積が減るため、高エネルギー用コリメータは一般的に感度が低くなります。

出題者の“声”

この問題は、コリメータの設計図が頭に入っておるかを試しておる。

「細長い筒で覗くと、遠くがくっきり見えるが、暗い」 「太く短い筒で覗くと、明るいが、周りがボヤける」 このイメージを持つんじゃ。

そして選択肢4。コリメータは鉛でできておるが、無限に厚くはできん。壁を薄くすれば穴をたくさん開けられるが、薄すぎると放射線が突き抜けてしまう。この「物理的な限界」を知っておることが、良い画像を撮るための第一歩なんじゃよ。

臨床の“目”で読む

現場では、この知識を使ってコリメータを「交換」しています。

基本は「LEHR」
- 日常の骨シンチや脳血流シンチ（^99mTcなど）では、「低エネルギー高分解能（Low Energy High Resolution：LEHR）」というコリメータが標準です。「感度」よりも「分解能（画質の綺麗さ）」を優先した設計になっています。
使い分けのリアル
- 「どうしても短時間で終わらせたい（じっとしていられない小児など）」
- ➡ 感度優先の「LEGP（General Purpose）」や「LEHS（High Sensitivity）」に変えることがあります。穴が大きくて短いやつです。
- 「アドステロール（¹³¹I）を撮るぞ」
- ➡ エネルギーが高いので、絶対に「高エネルギー用（High Energy）」に変えないといけません。もし低エネルギー用のままで撮ると、ペネトレーションで画像が真っ白にボケて使い物になりません。
コリメータ交換は慎重に？
- コリメータは鉛の塊です。一枚数十キロあります。これを交換するのは、なかなか大変です。もし落としたら…？下にある検出器（クリスタル）が割れて、修理費数千万円コースです。「物理的特性」も大事ですが、現場では「物理的重量」も忘れないでくださいね。

今日のまとめ