CT装置による画像再構成

現代医療機器の主用をなすCT装置。自然界の中にある物の中でも、特に複雑な人体がどの様な状態にあるのかを画像により示す機器です。現在の医療処置には欠かすことできない機器CT。特に今回、この装置による画像の再構成について書いてみます。

CT装置を構成する3つ

CT装置は、X線を360℃全方向から行い人体内部がどのようになっているかを検査する装置のことです。X線が物質に照射されると、様々な要因によって吸収されながら通過してゆきます。装置は、対象物内をX線が透過するときの「透過しやすさ」・「吸収されやすさ」の違いを使い、材質や構造を調べます。

CTは、コンピュータ断層撮影法とも言われており、物体をスキャンすることからX線CTスキャンと呼ばれ、物体を様々な方向からX線を撮影して、再構成処理をすることで物体内部を知ることができます。

装置の部分としては、輪型の形をしたガントリ部分があります。ここはX線管の部分と検出器の部分が回転しながら物体をスキャンしています。

次に、クレードルという寝台です。ここには、患者が仰向けなって寝るところです。最後の部分には、コンソールというものがあります。撮影時の操作全般を担う機器です。このようにガントリ・クレードル・コンソールという3つの機器の構成で、装置は成っています。

画像の再構成法？

画像の再構成法の主流は、以前はフィルタ補正逆投影法でしたが、画像ノイズ低減やアーチファクト低減効果が望まれる逐次近似画像再構成法(IR法)が最近では使われるようになりました。

医療機器製造社が、装置に実装しているIR法は、順投撮と逆投撮を繰り返し行うことによる画像再構成する完全な逐次近似法があります。そしてもう一つは、生データ側での前処理、画像データ側での後処理作業を繰り返し行うことで再構成する逐次近似を活用した画像再生法に大別できます。

CT画像再構成法の分類

〇代数的再構成法
最初に答えを仮定して、実際の問題の解答に近くなるように繰り返し修正を行う手法です。

〇統計的再構成法
統計学的モデルなどを考えに入れて、確率的にもっともらしい解が得られるように修正を繰り返す手法です。

〇解析的再構成法
投影データから元の被写体構造へ逆に変換する理論が数学的に求められていて、その理論に基づいて再構成計算をする手法です。

三次元再構成？

三次元再構成法とは、対象物に対して多方向から投影データを取得して、それらを用いて対象の三次元的な構造を再構成する手法を言います。

三次元の画像を創り出す手法は、二つの部分に大別できます。一つは複数枚の二次元画像から、立体的な情報をつくり出す3D再構成処理です。もう一つは、そこから取得された三次元情報をLCDモニターの画像表示装置に示し、立体的に見せる立体画像表示です。

まとめ

検査や医療処置に不可欠なCT装置。今回はその装置が撮影する画像の再構成法などについて解説しました。日々より良い医療環境を提供されている機器製造者の方、その機器を用いて医療行為に奮闘される医療従事者の方に、感謝します。