ペンシルビーム、ナローファンビーム、ワイドファンビーム技術の比較

 

初期のDXA装置は線状に絞られたペンシルビームを使用していました。ペンシルビームには患者被ばくが低く、拡大誤差が発生しない、という利点があります。ペンシルビームは性能も良く、低価格なので一部の顧客において合理的な選択肢です。ただし、そのビームサイズからスイープ回数が多くなり、測定時間が長くなることになります。

対して、ファンビームシステムでは測定時間を短縮することができます。そのファンビームシステムでは、2種類のアプローチが商用化されています。患者体軸方向に1回のスイープを行う、ワイドファンビームを使用する方法と、GEが採用するペンシルビーム(拡大なし、低被ばく)とファンビーム(短いスキャン時間)の利点を組み合わせた、ナローファンビーム技術です。GEはこのナローファンビーム技術を開発・採用しています。図1ではこれら3つの一般的なビーム形状を示しています。

一般的に、1回のスイープファンビーム技術は物体の平面(テーブルトップ上の骨の高さ)を正確に算出することができず、以下いくつかの問題の原因となる拡大誤差が発生するといわれています。

 

1. ワイドファンビームの1回のスイープ中で骨の位置が中心からずれることで幾何学的な歪みが発生します。重度の脊柱側弯症の場合は脊柱のセンタリングが困難になります。これを避けるために、臨床医は「スカウトスキャン」を行うことになり、被ばくが増加します。
2. 骨の幾何学的測定(例:皮質骨幅、大腿骨頚部長)が不正確である可能性があり、より高度な骨強度分析が必要となります。
3. 正確なBMCと骨面積の測定は小児科患者において重要であり、全身体組成の適用と拡大結果によって最大25%の身長依存の精度誤差が発生します1,2。

 

 

そのため、GEでは撮影方式にナローファンビーム技術を採用しています。

 

 

GEのナローファンビーム技術では対象領域で複数回の横断スイープを行います。スイープの間隔は隣接するファンがテーブルトップ上で骨と重なるよう設定されており、骨のマルチビュー画像を生成することが可能となっています(図2)。

GEのMVIR技術は、重複する箇所の骨画像が一致するまで隣接するスイープをお互いの上に「スライド」させることで、これらの重複を利用します。「スライド」の量はテーブルトップ上の骨の高さに関係します。結果として生成される画像ではどちらの方向でも歪み(拡大)がなくなります3,4。これによって様々な体形の患者でも正確なBMC、骨面積と距離測定を行うことが可能になります。GEの効率性の高い光子計数技術のおかげで全てのスイープの被ばくが少なくなります。そのため、スイープが重複しても患者の全体的な被ばくは低くなり、さらに拡大誤差がなく、歪みのない画像という付加価値が得られます。対照的に、1回のワイドファンビーム画像では拡大誤差が発生します(図3)。

脚注：

1. Cole J, et al, “Correcting Fan-Beam Magnification in Clinical Densitometry Scans of Growing Subjects,” J Clin Densitom, vol. 12, no. 3, p. 322–329, 2009.
2. Center for Information on Technology for Health Care, “Clinically Relevant Performance of Two Fan-Beam Densitometers,” CITECH, Plymouth Meeting, PA, USA, 2000.
3.  Mazess RB, et al, “Axial and Total Body Densitometry Using a Narrow-Angle Fan-Beam,” Osteoporos Intl, vol. 11, pp. 158-166, 2000.
4.  Boudousq V, et al, “Image resolution and magnification using a cone beam densitometer: optimizing data acquisition for hip morphometric analysis,” Osteoporos Int, vol. 16, pp. 813-822, 2005.

Lunar iDXA
販売名称：X線骨密度測定装置Lunar iDXA
医療機器認証番号：21800BZX10007000

PRODIGY Fuga
販売名称：X線骨密度測定装置 PRODIGY
医療機器認証番号：21500BZY00582000
PRODIGY FugaはenCORE SW V16.sp1以降のVersionを搭載する
上記医療機器のニックネームです