放射線撮影

物体にX線やその他の高エネルギー電磁放射線を照射し、その結果生じる残留ビーム（または「影」）を潜像として捉えることで画像を生成する方法は、「投影放射線撮影」として知られています。この「影」は、蛍光スクリーンを使用して光に変換され、写真フィルムに記録される場合もあれば、蛍光スクリーンに記録されて後でレーザーで「読み取られる」（CR）場合、または固体検出器のマトリックスを直接活性化する（DR -デジタルカメラのCCDの非常に大きなバージョンに似ています）場合もあります。骨や一部の臓器（肺など）は、特に投影放射線撮影に適しています。これは、診断率が高く、比較的低コストの検査です。軟組織と硬組織の違いは、主に炭素がカルシウムに比べてX線断面積が非常に小さいという事実に起因します。

コンピュータ断層撮影またはCTスキャン（以前はCATスキャンとして知られており、「A」は「軸方向」を意味します）は、電離放射線（X線放射線）をコンピュータと組み合わせて使用​​し、軟組織と硬組織の両方の画像を作成します。これらの画像は、患者がパンのようにスライスされたように見えます（したがって、「断層撮影」 - 「トモ」は「スライス」を意味します）。CTは診断用X線（どちらもX線放射線を使用）よりも多くの電離X線を使用しますが、技術の進歩により、CT放射線量とスキャン時間は減少しています。^{[ 9 ]} CT検査は一般的に短く、ほとんどの場合、息を止める時間だけです。観察する必要のある組織に応じて、造影剤もよく使用されます。放射線技師がこれらの検査を実施し、放射線科医と共同で行う場合もあります（たとえば、放射線科医がCTガイド下生検を実施する場合）。

DEXA （骨密度測定法）は、主に骨粗鬆症の検査に使用されます。これは投影X線撮影とは異なり、X線は互いに90度の角度で患者の体全体をスキャンする2つの狭いビームとして放出されます。通常、股関節（大腿骨頭）、腰部（腰椎）、または踵（踵骨）が撮影され、骨密度（カルシウム量）が測定され、数値（Tスコア）が与えられます。骨折や炎症などの正確な診断画像を作成するのに十分な画質ではないため、骨の画像診断には使用されません。また、一般的な方法ではありませんが、体脂肪の総量を測定するためにも使用できます。DEXAスキャンで受ける放射線量は非常に低く、投影X線撮影検査よりもはるかに低くなっています。^{[ 10 ]}

透視検査は、トーマス・エジソンが初期のX線研究中に考案した用語です。この名前は、X線を照射された発光板を見たときに彼が見た蛍光に由来しています。 ^{[ 11 ]}

この技術は、動的な投影X線画像を提供します。透視検査は主に、動き（組織または造影剤の動き）を観察したり、血管形成術、ペースメーカー挿入、関節修復/置換などの医療介入を誘導するために行われます。後者は、Cアームと呼ばれるポータブル透視装置を使用して、手術室で行われることがよくあります。^{[ 12 ]} これは手術台の周りを移動し、外科医のためにデジタル画像を作成できます。二平面透視は、2つの平面を同時に表示する点を除いて、単平面透視と同じように機能します。2つの平面で作業できる能力は、整形外科および脊椎手術にとって重要であり、再配置をなくすことで手術時間を短縮できます。^{[ 13 ]}

血管造影とは、透視を用いて心血管系を観察する検査法です。ヨウ素系造影剤を血流に注入し、その循環を観察します。血液や血管は密度が低いため、X線下で血管を観察するには、高密度の造影剤（例えば、大きなヨウ素原子）を使用します。血管造影は、動脈瘤、漏出、閉塞（血栓症）、新生血管の発見、カテーテルやステントの留置などに用いられます。バルーン血管形成術は、しばしば血管造影と併用して行われます。

造影X線撮影では、造影剤（一種の造影媒体）を使用して、対象となる構造を背景から視覚的に際立たせます。造影剤は従来の血管造影で必要であり、投影X線撮影とコンピュータ断層撮影（造影CTと呼ばれる）の両方で使用できます。^{[ 14 ] [ 15 ]}

PETやMRIなどの画像診断法は、X線を使用しないため厳密には放射線撮影法ではありませんが、病院の放射線科があらゆる種類の画像診断を取り扱うことから、放射線撮影法に分類されることがあります。放射線を用いた治療は放射線療法と呼ばれます。

鉛は、その高い密度（11,340  kg/m³ ^）、高い阻止能、設置の容易さ、そして低コストのため、X線に対する最も一般的な遮蔽材です。X線のような高エネルギー光子の物質中における最大到達距離は無限大です。光子が通過する物質中のあらゆる点で、相互作用が起こる可能性があります。したがって、非常に長い距離にわたって相互作用が起こらない確率は非常に小さいと言えます。そのため、光子ビームの遮蔽効果は指数関数的であり（減衰長は物質の放射長に近くなります）、遮蔽材の厚さを2倍にすると、遮蔽効果は2乗されます。

1950年代から、腹部のすべてのX線撮影時に、生殖腺（生殖器）または妊娠している場合は胎児を保護する目的で、患者に直接鉛の個人用遮蔽具が使用されるようになりました。歯科X線撮影でも、甲状腺を保護するために鉛の遮蔽具が追加で使用されるのが一般的でした。しかし、2019年^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}から2021年^{[ 21 ] [ 22 ]}の間に、通常の診断用X線撮影における鉛遮蔽は不要であり、場合によっては有害となる可能性があるというコンセンサスが得られました。医療従事者や室内にいる他の人に対する個人用遮蔽は、依然として推奨されています。

X線検査を行う部屋は鉛で覆われています。このセクションの表は、第2回国際放射線学会の勧告に基づき、X線エネルギーの関数として、X線検査を行う部屋の鉛遮蔽材の推奨厚さを示しています。^{[ 23 ]}

放射線量に対する一般市民の懸念の高まりと、ベストプラクティスの継続的な進歩に対応して、小児放射線学会内に小児画像診断における放射線安全のためのアライアンスが設立されました。米国放射線技師協会、米国放射線学会、米国医学物理学会と連携して、小児患者に対して利用可能な最低線量と最良の放射線安全対策を使用しながら高品質の画像診断を維持することを目的としたImage Gentlyキャンペーンを開発し、開始しました。^{[ 24 ]}この取り組みは、世界中のさまざまな専門医療団体によって支持され、適用されており、放射線医学で使用される機器を製造する企業からの支援と協力を受けています。

Image Gently キャンペーンの成功を受けて、米国放射線学会、北米放射線学会、米国医学物理学会、米国放射線技師協会は、成人におけるこの問題に対処するために Image Wisely と呼ばれる同様のキャンペーンを開始しました。^{[ 25 ]}世界保健機関と国際原子力機関(IAEA) もこの分野で活動しており、ベストプラクティスを拡大し、患者の放射線量を低減することを目的としたプロジェクトを継続的に実施しています。^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

患者の利益になる場合にのみレントゲン撮影を行うべきだという助言とは反対に、最近の証拠は、歯科医が出来高払いで報酬を受け取る場合、レントゲン撮影がより頻繁に行われることを示唆している。^{[ 29 ]}

医学や歯学において、投影X線撮影やコンピュータ断層撮影（CT）画像は、一般的にX線発生装置によって生成されたX線を使用します。X線発生装置はX線管からX線を発生させます。X線撮影装置（X線発生装置）またはCTスキャナから得られる画像は、それぞれ「ラジオグラム」/「レントゲン写真」および「断層写真」と正しく呼ばれます。

X線光子の発生源としては、他にも様々なものがあり、産業用放射線撮影や研究に利用されることがある。これらには、ベータトロン、線形加速器（リニアック）、シンクロトロンなどが含まれる。ガンマ線については、192Ir、60Co、^137Csなど^の放射^性同位体線源が用いられる。

散乱線除去グリッドを患者と検出器の間に配置することで、検出器に到達する散乱X線の量を減らすことができます。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も増加します。^{[ 30 ]}

検出器は、画像検出器（写真乾板やX線フィルム（写真フィルム）など、現在ではイメージ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装置にほぼ置き換えられている）と線量測定装置（電離箱、ガイガーカウンター、線量計など、局所的な放射線被ばく、線量、および/または線量率を測定するために使用され、たとえば放射線防護装置や手順が継続的に有効であることを検証するために使用される）の2つの主要なカテゴリに分類できます。^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

各画像には、放射線不透過性の解剖学的側方マーカーが追加されます。たとえば、患者の右手をX線撮影する場合、放射線技師は、どちらの手が撮影されたかを示すために、X線ビームの視野内に放射線不透過性の「R」マーカーを含めます。物理的なマーカーが含まれていない場合、放射線技師は後でデジタル後処理の一部として正しい側方マーカーを追加することができます。^{[ 34 ]}

X線検出器の代替として、イメージインテンシファイアは、取得したX線画像をビデオ画面に表示される画像に容易に変換するアナログデバイスです。このデバイスは、内側にヨウ化セシウム（CsI）がコーティングされた広い入力面を持つ真空管で構成されています。X線が当たると、蛍光体材料が隣接する光電陰極から電子を放出します。これらの電子は、インテンシファイア内部の電子レンズによって集束され、蛍光体材料でコーティングされた出力スクリーンに送られます。出力からの画像は、カメラで記録して表示することができます。^{[ 35 ]}

アレイ検出器と呼ばれるデジタルデバイスは、透視検査でますます一般的になっています。これらのデバイスは、薄膜トランジスタ（TFT）と呼ばれる個別のピクセル化された検出器で構成されており、CsIなどのシンチレーター材料から放出される光を検出する光検出器を使用して間接的に動作するか、X線が検出器に当たったときに生成された電子を捕捉することによって直接動作します。直接検出器は、検出器がX線光子によって直接活性化されるため、リン光シンチレーターやフィルムスクリーンによって引き起こされるぼやけや広がり効果を受けにくい傾向があります。^{[ 36 ]}