生物物理学 · 16.12
CTの原理と世代
CAT-scan principles and generations
🧠 X線管と検出器を回転させ、多方向の投影を取得する。 投影データから断層像を再構成する。
多方向投影と断層像
各角度の検出器データは対象を横切る線積分であり、ガントリgantry ガントリ(gantry)gantry(ガントリ) 回転と寝台移動を組み合わせるヘリカル helical ヘリカル(helical) helical(ヘリカル) CTCT(computed tomography)では体積データを連続取得できる。世代区分は ペンシルビームpencil beam ペンシルビーム(pencil beam)pencil beam(ペンシルビーム) からファンビーム、多列pseudostratified 多列(pseudostratified)pseudostratified(多列) 検出器へ至る幾何学と走査 scanning 走査(scanning) scanning(走査) 速度の変化を表す。12
CT走査の幾何学
重積画像の構造重複を解消できる。
flowchart TD
A["多方向投影と断層像"] --> B
B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='computed tomography'>CT</span><span class='jp-term jp-term-diagram' title='scanning'>走査</span>の幾何学"] --> C
C["重積画像の構造重複を解消できる"] --> D
D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sampling'>標本化</span>と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='scanning'>走査</span><span class='jp-term jp-term-diagram' title='artifact'>アーチファクト</span>"]
標本化と走査アーチファクト
単一方向のX線重積画像では失われる深さ情報を、CTは多数方向の投影データから断面内 in-plane 面内(in-plane) in-plane(面内) の減弱係数分布として回復する。装置世代は管球 tube (X-ray)管球(tube (X-ray)) tube (X-ray)(管球)・検出器の移動方式や検出器列で区別され、投影値を画像へ変換する処理はCT画像再構成で扱う。
CT世代は管球 tube (X-ray) 管球(tube (X-ray)) tube (X-ray)(管球) –検出器の幾何学的配置、検出器列、回転方式、速度の進歩を表す。投影数が不足すると角度方向の標本化 sampling 標本化(sampling) sampling(標本化) 不足となり、動きや金属は投影データの不整合を通じてアーチファクト artifact アーチファクト(artifact) artifact(アーチファクト) を生む。
まとめ
- X線管と検出器を回転させ、多方向の投影を取得する。投影データから断層像を再構成する。
- 重積画像の構造重複を解消できる。
- CT世代は管球 tube (X-ray) 管球(tube (X-ray)) tube (X-ray)(管球) –検出器の幾何学的配置、検出器列、回転方式、速度の進歩を表す。
出典
- 1.CT Systems(Current Radiology Reports・2013)CT装置の世代と走査系の発展を概説する閲覧 2026-08-20
- 2.Deep Learning Image Reconstruction for CT: Technical Principles and Clinical Prospects(Radiology・2023)CT投影データから断層像を再構成する技術を概説する閲覧 2026-08-20