本講演では，呼吸器画像診断の歴史を踏まえ，今までの常識を変える胸部X線動態画像の可能性と期待について述べる。

呼吸器診断学の歴史

呼吸器診断学の先人たちは，解剖せずに肺の中を知る方法を模索し，1761年の打診法の開発，1816年の聴診器の発明へとつながった（図1）。そして，1895年のX線の発見により胸部画像診断が始まるが，1920年代には相当に普及していたことがうかがえ，胸部単純X線写真が呼吸器診断において重要な役割を担うようになった。
胸部画像診断は，形態をより細かく見たいという要望に応じて，胸部単純X線写真から胸部CT，高分解能CTへと発展してきた。高分解能CTでは肺の二次小葉の構造まで分析できるようになり，さらに高分解能化が進んでいる。“形態を反映した”，より高精細な画像へと発展してきたのが，呼吸器画像診断の歴史の基本的な流れである。

図1　呼吸器診断学の歴史

肺循環への重力の影響と静的画像

一方で，胸部単純X線写真には“生理学を反映する”要素もある。重力の影響を受ける肺は，立位撮影において，健常者では肺門より上方の血管は視認しにくく，これに関しては，J. B. Westが1962年に著した教科書において，静水圧のモデルを用いて説明がなされている^1）（図2）。
静的な画像において，例えばうっ血性心不全に陥ると，上行する血管も視認できるようになり，生理学的情報を反映した情報も含まれていることがわかる。

図2　肺循環への重力の影響

胸部X線動態画像の印象

コニカミノルタから初めて胸部X線動態画像の紹介を受けた際の印象は，まず，当然ながら換気とともに動いており，心臓の拍動や横隔膜の動きがよくわかると感じた（図3）。そして，立位撮影であるため重力の影響を受けた生理的情報を反映し，吸気と呼気で濃度が変わる画像を得られる。これらの特徴から，換気と血流の分離ができるのではないかと考えた。
呼吸生理学で特に重要となるのが，ガス交換の生理学である。J. B. Westの教科書に掲載された“立位で測定された換気血流比（VA/QC）”のマッピングは，過去55年間にわたり呼吸生理学のcentral dogmaとしてあり続けているが，これまで誰も検証することができなかった。しかし，X線動態画像により，この検証ができる可能性があると考えられる。

図3　胸部動態画像の印象

胸部X線動態画像への期待

胸部X線動態画像による横隔膜や胸郭の動きの可視化は，呼吸リハビリテーションの効果測定や横隔神経麻痺，慢性閉塞性肺疾患（COPD）の診断に有用である^2），3）ほか，立位で血流分布と換気分布を観察することで，血栓性肺疾患，COPDの局所分布異常，うっ血性心不全，などの診断が可能になるだろう^4）。
胸部X線動態画像は，日本発の技術であり，論文も日本から出始めている今，世界に先駆けて日本が一挙にリードしていくべき領域であると考える。

^{●参考文献
1）West, J. B. : Regional differences in gas exchange in the lung of erect man. J. Appl. Physiol., 6, 893〜898. 1962.
2）Yamada, Y., Ueyama, M., Abe, T., et al. : Time-Resolved Quantitative Analysis of the Diaphragms During Tidal Breathing in a Standing Position Using Dynamic Chest Radiography with a Flat Panel Detector System（“Dynamic X-Ray Phrenicography”）; Initial Experience in 172 Volunteers. Acad. Radiol., 24・4, 393〜400, 2017.
3）Hida, T., Yamada, Y., Ueyama, M., et al. : Decreased and slower diaphragmatic motion during forced breathing in severe COPD patients ;
Time-resolved quantitative analysis using dynamic chest radiography with a flat panel detector system. Eur. J. Radiol., 112, 28〜36, 2019.
4）Yamada, Y., Ueyama, M., Abe, T., et al. : Difference in the craniocaudal gradient of the maximum pixel value change rate between chronic obstructive pulmonary disease patients and normal subjects using sub-mGy dynamic chest radiography with a flat panel detector system. Eur. J. Radiol., 92, 37〜44, 2017.}

^{※Va，QcのVとQの上にドット}