どうしてＸ線ＣＴで人体の横断面の画像が
得られるか不思議ではないですか？
私と関係が深いＸ線ＣＴの原理を紹介します。
なぜ私と関係が深いかといいますと、
私は企業時代にＸ線ＣＴを開発していたからなんです。
（機構部分だけですけどね。）
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）は、単にCTとも言われ、
X線ビームを人体に多方向から照射し、
人体の横断面の画像をディスプレイに表示するものです。
＜Ｘ線ＣＴの原理＞
［スキャン方式］
まずは、スキャン方式を紹介します。
第1 世代（Fig. 3）は、Translate/Rotate（T/R）方式と呼ばれ、
レーザポインターのようなペンシルビームを
平行に移動させるTranslate 動作と、
わずかに回転させるRotate を繰り返す方式です。
1断面のスキャンに約５分を要しました。
第２世代は、スキャン方式はT/R 方式ですが、
検出器の数を増やすことで、スキャン時間は
20秒程度に短縮されました。
第３世代（Fig. 4）は、数百個の検出素子を備え、
扇状のビーム（ファンビーム）を用いることで、
Translate 動作を排除した方式で、
Rotate/Rotate（R/R）方式と呼ばれるものです。
１断面のスキャンに数秒を要しました。
第４世代（図5.7）は、
円周状の検出器リングを備え、X線管（Ｘ線源）のみ回転する方式で、
Stationary/Rotate（S/R）方式と呼ばれるものです。
１断面のスキャン時間は１秒以下と高速スキャンが可能となります。
今は第４世代が主流でしょうか。
（出典：医療用X線CT技術の系統化調査報告、平尾芳樹著）
短時間で診断ができるのはありがたいですね。
医療機器の進歩に感謝します。
［Ｘ線検出器］
次に、Ｘ線検出器について説明します。
投影データの収集は、人体を透過したＸ線を電流として検出する
Ｘ線検出器を採用しています。
上の図は、キセノンガス検出器で、
容器内にイオン化しやすいキセノンガスを密封し、
バイアス電極と信号電極間に入ってきたＸ線をイオン化し、
Ｘ線量に応じた電流値（投影データ）として検出するものです。
（最近は個体検出器が主流になっているようです。）
［画像再構成法］
検出した投影データから画像を再構成します。
この方法を画像再構成法といいます。
一般的な画像再構成法として逆投影法があります。
逆投影法は、投影データに適当な関数を
コンボリューション（畳み込み処理）し、
その結果を逆投影する方式です（Fig.6）。
次に、逐次近似法です。
（説明がやさしいので、これを取り上げました。）
逐次近似法は、予め設定された各画素の初期値を
投影データの方向に線積分した結果と、
実際の投影データの値との差を求め、
その差が小さくなるように各画素の値を修正します。
このプロセスを繰り返すことで正解な画像（左上の画像）
に近づけていく方式です（Fig. 7）。
（１）縦方向の投影データ（６、１４）をそれぞれ
２つの画素値（３、３）、（７、７）に振り分けます。
（２）次に、右上から左下への投影データ（１２）と
振り分け後のデータ（１０）との差（＋２）を調整して
右上と左下の画素値を（８、４）とします。
（３）最後に、左上から右下への投影データ（８）と
振り分け後のデータ（１０）との差（－２）を調整して
左上と右下の画素値を（２、６）とします（右下の図）。
これで当初のが画像（左上の図）を再構成できました。
初期にはこの再構成法が採用されていました。
（参照：Ｘ線ＣＴの原理は「X 線CT第1 回：画像形成の原理，装置開発の現状」
齊藤泰男著、MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY Vol.27 No.3 May 2009）
上記以外に様々な画像再構成法が研究されています。
人体を実際に輪切りにしなくても
人体の断面の画像が得られるのが
分っていただけたら幸いです。
なお、今回説明した内容は私の専門外ですので、
説明が不十分だと思いますが、ご容赦ください。
Ｘ線ＣＴの歴史にご興味がある方は
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私は第１世代と第３世代の機構部分を開発してきました。
第３世代のケーブル処理機構にご興味がある方は
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