76PM48｜第76回診療放射線技師国家試験過去問

図の中でCR 画像読み取り装置に用いられているlog アンプの電圧入出力特性を示しているのはどれか。ただし、Vin は入力電圧、Vout は出力電圧、グラフは横軸・縦軸ともリニアスケールとする。

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正解: 4

正答

この問題では、CR 画像読み取り装置に用いられる log アンプの入出力特性を、グラフの形から判断します。

log アンプでは、出力電圧 Vout が入力電圧 Vin の対数に比例します。

つまり、

Vout ∝ log（Vin）

のような関係になります。

横軸・縦軸がともにリニアスケールの場合、log 関数は 入力が小さい領域で急に増加し、その後ゆるやかに増加する曲線になります。

図では、この形に一致するのは dです。

CR〈computed radiography〉では、イメージングプレートに蓄積された情報をレーザで読み取り、発生する輝尽発光を電気信号に変換します。

X 線画像では、被写体を透過した X 線量の範囲が広く、信号のダイナミックレンジも広くなります。

そのため、読み取り装置では広い入力信号範囲を扱いやすい出力範囲に圧縮する必要があります。

ここで用いられるのが log アンプです。

log アンプは、入力電圧が増加しても、出力電圧は直線的には増えません。

入力が小さい領域では出力が急に増加し、入力が大きくなるにつれて増加の程度が小さくなります。

これをリニアスケールのグラフで表すと、左側で急に立ち上がり、その後なだらかに増える上に凸の曲線になります。

図の各グラフを見ると、

です。

したがって、log アンプの電圧入出力特性を示すのは dです。

画像でまず見るポイント
「log」と聞いたら、横軸・縦軸がリニアスケールでは、最初に急上昇し、その後ゆるやかに増加する曲線を探します。
図では d がその形です。

ひっかけポイント
a は指数関数的な形です。
log 関数とは反対に、入力が大きくなるほど急激に増加します。
log アンプでは、広い入力範囲を圧縮するため、d のように出力の増加が徐々に緩やかになります。

1．誤り。
a は入力電圧が小さい範囲では出力がほとんど変化せず、入力が大きくなると急激に出力が増加する形です。これは指数関数的な特性であり、log アンプの特性ではありません。

2．誤り。
b は入力電圧と出力電圧が比例する直線的な特性です。これはリニアアンプのような入出力関係であり、対数特性ではありません。

3．誤り。
c は入力電圧が中間付近で出力が最大となり、その後低下する形です。log アンプは単調増加する特性なので、この形ではありません。

4．正しい。
d は入力電圧が小さい領域で急に出力が増加し、入力電圧が大きくなるにつれて増加が緩やかになる曲線です。これはリニアスケールで描いた log 関数の形に一致します。

5．誤り。
e は入力電圧が小さい領域と大きい領域で変化が緩やかで、中間領域で急に立ち上がる S 字状の曲線です。これはシグモイド型の特性であり、log アンプの特性ではありません。