コンピュータ断層撮影
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ヘリカルCT

1枚の断層画像を得るために線源を1回転させる撮影方式では細かく寝台を動かしながら何度も撮影する必要があるため、撮影時間が長くかかり、動きによるアーティファクトが出やすかった。

そこで、寝台を一定速度で動かしながら線源を回転させ続ける撮影方式(患者からみると線源がらせん状に動く)が実用化されヘリカルCT(らせんCT・スパイラルCT)と呼ばれる。

検査時間が短縮され、一度の息止めで広範な撮影が行えるなどメリットが大きい。データ処理アルゴリズムが複雑となるが、現在のコンピュータではほぼ問題にならない。ただし骨周辺などで、ヘリカルアーティファクトと呼ばれる特有のノイズが出ることがあり、息止めを必要としない頭部の撮影などでは、従来通りの1スライス毎に寝台を移動させる方式(コンベンショナルスキャン・クラスタースキャン)も併用されている。


多列検出器CT (MDCT)

ヘリカルCTの後に実用化された。X線を状にやや広い角度に照射(ファンビーム)し、同時に検出器自体を対軸方向に、例えば0.5mm刻みで分割したものである。マルチスライスCT(MSCT)とも呼ぶ(メーカーによって呼び方が異なる)。1回の線源の回転でより多くの範囲の撮影が行える。

移動軸と垂直ではない、僅かながら傾いた方向から入射するX線を検出・処理するため、更にデータ処理は複雑となる。2007年現在、検出器を64列に分割した64列CTが各社から製品化されており、既に320列CTが存在する。


表示方法の多様化

CTで得られるのは、平面上の画像(スライス)の集合である。

以前はこれらの画像は、単にフィルム上に白黒写真として並べて焼き付け、蛍光灯の光にかざして観察していた。旧世代のCTでは、検査時間や被曝量等の物理的制限で、1cmや5mm刻みなどによる比較的少数のスライスしか撮影できなかったためこれでも充分であった。

しかしヘリカルCTや多列検出器CTといった撮像技術の発達により、0.5mm(500μm)厚といった非常に薄いスライスでの撮像が、日常的に多くの施設で可能となってきた。薄いスライス厚によって画像の枚数も大幅に増加したため、現在では多くの施設で、かさばるフィルムではなく、CRTや液晶のモニタ上で、リアルタイムにコントラストや明るさを調節しながら画像を観察するようになっている。

また、充分に薄くなったスライス厚は、CT画像を3次元的に捉えることをも可能とした。1度の撮影で得られたすべての画素を、CT値(X線吸収の程度)の3次元行列として捉えるのである。この3次元上のピクセルのことを、特に3次元であることを強調してボクセル voxel と呼ぶ(volume pixelに由来する)。

任意の方向に十分な解像度を持った3次元のボクセルデータが取得できるようになり、それを記憶・処理できるメモリや処理装置も非常に安価となったため、以下に挙げるような、様々なCTの観察方法が利用されている。


任意断面再構成 (MPR)

3次元の等方性ボクセルデータが入手できるようになり、CTだからといって「輪切り」で体内構造を観察しないといけない必然性がなくなったため、対象物の任意の方向の断面を再構成して表示することが可能となった。

細かい血管の走行や腫瘍の進展などについては1断面のみからでは把握しづらいため、MPRは診断に大きく寄与した。変法として円柱面やベジェ曲面上にボクセルデータを投影する方法もあり、変形した脊椎の病変の診断などで威力を発揮する。


3次元レンダリング

十分に解像度の高いボクセルデータは、再構成して適切な陰影付け・遠近感を施し、人間が直感的に把握できる3次元グラフィックスとして表示できる。断層像では認識しづらい複雑な脈管構造や、立体的な構造把握の難しい部位(頭蓋骨など)の診断に威力を発揮する。

ある程度再構成時に人手を介するため、厳密な測定目的には向かないが、全体像の把握や術前の計画、患者への説明用には有用である。視点を気管内や大腸内に置き、これら臓器の内面を立体的に表示する、バーチャル内視鏡も実用化されている。


心臓CT・4次元CT

常に高速に動き続ける心臓は、CTが最も苦手としてきた臓器の一つであるが、多列検出器CTを用いて高速に広範囲の撮影が可能となり、心電図同期技術や線源高速回転技術も発達したことで、心臓分野でもCTが威力を発揮するようになった。現在では心臓表面の直径2mmの血管の狭窄までも描出し、一部の血管カテーテル検査を置き換えられるようになってきている。しかも動き続ける心臓の3次元映像をアニメーションで表示することすら作成可能になってきている。 近年脳動脈瘤の拍動を調べることにより、未破裂脳動脈瘤の破裂リスクを予想しようとする研究にも用いられはじめている。



画像診断学

詳細はX線写真を参照

単純X線写真と共に上記項目にて解説されている。


医療目的以外のCT

放射線被曝による健康の影響や、生命体を扱うことによる避けられない動き制限などがなくなれば、CTの解像度は更に上げていくことができる。

現在では、CTによって、対象物体の顕微鏡レベルの微細な構造を描き出すことができる。


関連項目

アラン・コーマックゴッドフリー・ハウンズフィールド - CT開発者。1979年ノーベル生理学・医学賞受賞。

DICOM

医用画像処理
カテゴリ: 医療機器 | コンピュータの利用 | 放射線 | 撮影技術

更新日時:2008年9月13日(土)23:44
取得日時:2008/10/10 08:41


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
担当:Mamenoki