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科学知識:CTコンピュータ断層撮影とは?

2023-01-17

科学知識:CTコンピュータ断層撮影(Computed Tomography)とは

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私たちは日常生活の中で、ニュースや雑誌やWebメディア、ドラマから「CTコンピュータ断層撮影」や「X線レイヤー」という言葉をよく耳にします。骨折の確認や健康状態の異常の発見など、医療現場でCTやX線を使うことは周知していますが、「CTコンピュータ断層撮影」や「X線レイヤー」が医療分野以外にも使われていることをご存知でしょうか?

今回は、「CTコンピュータ断層撮影」と「X線レイヤー」について詳しく説明していきます。ここで、CTコンピュータ断層撮影やX線レイヤーについて理解を深めていただけたら幸いです。

CTコンピュータ断層撮影とは?

CTコンピュータ断層撮影はCT(Computed Tomography)で、X線レイヤーCT(X-Ray Computed Tomography)とも呼ばれています。
放射線(粒子または電磁波)の特性を利用して、検出対象物を透過撮影し、透過撮影時に発生する3次元データをコンピューターで再構成・再構築する方法です。この技術により、ユーザーは非破壊的な手段によって、撮影した人体の内部や機械の中に収まっているものを詳細に見ることができます。

放射線とは?

先ほどの説明の中に、「放射線」という単語が出てきましたが、その放射線とはどういうものでしょうか?
台湾では、放射線の定義的にそのエネルギーの高低によって、「放射線(Ionizing radiation)」と「非電離放射線(Non-ionizing radiation)」に分けられます。

  • 放射線(Ionizing radiation)

    高い運動エネルギーを持ち、生物細胞を破壊できる線は放射線(ほうしゃせん)、または電離放射線(でんりほうしゃせん)と呼ばれています。また、放射線は「粒子放射線(Particle radiation)」と「電磁放射線(electromagnetic radiation)」と2種類に分けられます。よく耳にする放射線として、「アルファー線(Alpha particle)」、「ベータ線(Beta particle)」、「ガンマ線(Gamma ray)」、「X線(X-ray)」などがあります。

  • 非電離放射線(Non-ionizing radiation)

    運動エネルギーが低く、生物細胞を破壊できない線は非電離放射線(ひでんりほうしゃせん)です。よく耳にする非電離放射線は、熱効果のある「可視光線(Visible light)」や「赤外線(Infrared)」と、熱効果のない「紫外線(Ultraviolet)」や「電波(Radio waves)」です。このタイプの放射線は、光、ラジオ波、電子レンジに含まれています。通常、健康へのリスクはありません。

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*引用自非屬原子能游離輻射管制網-電磁波知識

もし、より詳しく放射線と非電離放射線について知りたい方は、下のリンク先から確認できます。

各領域における応用

上に述べた説明の通り、X線CTコンピュータ断層撮影は非破壊的な手段で物体を撮影し、内部構造を確認できます。このCTの関連技術は、すでに各領域で応用されています。大まかに分けると、産業用CTと医療用CTの2種類です。

  • 産業領域における応用

    通称で産業用CT(Industrial computed tomography)とも呼ばれていて、生物と関わりのない「産業」の各領域に使われているCTマシンです。部品を切ったり壊したりすることなく、部品の問題点を特定するために使用されます。
    医療用CTと異なり、人体への被曝線量(ひばくせんりょう)、被曝時間(ひばくじかん)を考慮しなくていいですが、産業用CTの出力によっては医療用CTよりも電離放射線量が高くなる可能性があります。透過しにくいものをスキャンする場合は注意が必要で、十分かつ厳重な放射線漏れ対策を行わなければなりません。

  • 医療領域における応用

    通称で医療用CT(Medical computed tomography)とも呼ばれていて、生物と関わりのある「医療」の各領域に使われているCTマシンです。
    体内の詳細な画像を取得するために使用され、コロナウイルスに感染した肺の画像はその代表例です。医療用CTは、人体内部の問題を特定するために使用されます。産業用CTと異なり、人体への被曝線量、被曝時間、被曝距離(ひばくきょり)による影響を考慮しなければなりません。

CT設備の種類

ここまで大まかなCT設備の各領域への応用について説明してきましたが、それではCT設備の種類には何があるのでしょうか?

  • 産業用CT(Industrial computed tomography)

    空港で税関を通関する際に手荷物を検査するX線検査装置、製品の内部構造を透視解析する産業用CT、プリント基板(PCB, Printed Circuit Board)、半導体チップのワイヤ接続状況を確認するCT X-rayマシン…などがあります。

    CT, 産業用CT(Industrial computed tomography), 産業用CTコンピュータ断層撮影
    *引用自かわいいフリー素材集いらすとや
  • 医療用CT(Medical computed tomography)

    病院において患者の体内状況を検査する際に使われる医療用CTコンピュータ断層撮影、歯科医院で歯を診査する際に使われる歯科用X線CT、さらに犬や猫の検査に使う動物用X線CT…などがあります。

    CT, 医療用CT(Medical computed tomography), 医療用CTコンピュータ断層撮影
    *引用自かわいいフリー素材集いらすとや

CT製造メーカー

  • 産業領域

    日本島津製造所(Shimadzu Corporation)、日本東芝ITコントロールシステム(Toshiba IT & Control Systems Corporation)、日本アールエフ(RF Co., Ltd.)、ドイツカール・ツァイス(Carl Zeiss AG)、アメリカGEエレクトリック(General Electric Company)…などがあります。

  • 医療領域

    ドイツシーメンス(Siemens AG)、アメリアGEヘルスケア(GE Healthcare)、日本アールエフ(RF Co., Ltd.)…などがあります。

以上の説明で、CTコンピュータ断層撮影の概念と応用について大まかに理解できたのではないかと思います。次章では、CTの応用についてより詳しく紹介させていただきます。

それでは、また次回会いましょう。

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