XCT装置の構成
・高電圧発生装置

 インバータ方式で、使用される管電圧は80140kV程度
 以下のような性能が必要とされる。 
  ①管電圧はリプルが十分に小さく、安定性、再現性が良好である。

  ②管電圧波形の立上り、立下り時間が十分に短いこと。 

  ③管電流の安定性、再現性が良好であること。
  ④管電流の立上り、立下り時間が十分に短いこと。   

        ⑤大出力X線の発生に対応可能であること。

 

X線管(陽極:回転陽極)

(1)陽極熱容量
  大熱容量の
X線管が必要で、近年では6.57.5MHUのものも開発されている。

(2)冷却率
  X線管を冷却用のオイルに浸し、そのオイルを循環または二次冷却している。

(3)安定性   
   (4)耐遠心力性   
   (5)小型軽量化

 

・補償フィルタ(ボウタイフィルタ) ≒ ウェッジフィルタ

 コリメータとX線管の前についており、中央部が薄く、周囲が厚い。

 低エネルギーX線の吸収ビーム強度の報償を目的とする

 

・検出器 (シンチレータ+フォトダイオードが一般的) 

(1)X線検出効率  
   (2)エネルギー特性  
   (3)安定性  
   (4)ダイナミックレンジ(20ビット以上)

(5)直線性  
   (6)パルス応答特性(アフターグロウ[残光現象]が起きないように)

MSCTでのシンチレータには高い時間分解能が要求される。

シンチレータはCdWO4Gd2O2SPr,Ce(Y,Gd)2O3:Euなどが用いられる。

 

・データ収集システム
 R-R方式が一般的

 DAS:検出器からの電気信号(アナログ)をデジタル信号に変換する

 MSCTではDASの数によって同時収集列数が決定される

 

・コリメータ
 不要な被曝低減ビームプロファイル制御

 前置コリメータ(ビームコリメータ)ビーム範囲の決定(プロファイル制御)不要な被曝の低減を行う

                 シングルCTではスライス厚の決定の役割も果たす。

 後置コリメータ(ビームトリマ):通常、MSCTではZ軸方向にはない。グリットのような役割()


・ガントリ
チルト機構(角度設定)により、OMラインにスライス断面を合わせることができる

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○画像再構成

・フィルタ補正逆投影法(FBP)
 再構成フィルタ関数を用いる

 

・補間再構成法

(1)360度補間
 1画像に2回転分の投影データが利用される。スライス厚が厚く、ノイズが少ない

(2)180度補間(対向データ補間)
 1画像に1回転分の投影データが利用される。
    一般的に使用されている。
   スライス厚はノンヘリカルとほぼ同じで、ノイズが多い

 

・マルチスライスCT(MSCT)の補間再構成法

 利用される投影データは目的断面付近のものが選択的に利用され、
    複数列分の投影データを使用する。

    特徴:シングルCTよりも部分体積効果が少ない
               精度の高い等方性画像

    最小スライス厚がDAS1つに接続するディテクタの合計の幅に依存する
     =ディテクタコリメーション

       オーバービーミング(体軸方向で検出器以外に照射されるX線)がある

     =余分な被曝 

 

・コーン角を考慮した再構成法フェルドガンプ再構成法

 

・ピッチファクタ(ヘリカルピッチ)
 一般的なピッチファクタは1.0前後とする
 ピッチ

・ハーフスキャン
 対向データを利用して、180度分のデータで再構成を行う。

 

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CT画像

CT値

臓器・組織

CT

臓器・組織

CT

(皮質)

250

灰白質

40

(髄質)

130

白質

25

甲状腺

70

脂肪

-90

60

血液(凝固)

80

リンパ節

45

血液(静脈)

55

筋肉・脾

45

血漿

27

40

浸出液

18

30

漏出液

18

 

FOV
 CT画像の持つ有効視野。
 円形の場合は直径、正方形の場合は一辺の長さで表される。

・ピクセルサイズ
 CT画像ではマトリックスサイズがほぼ一定なため、FOV/512で計算される。

・高コントラスト分解能(空間分解能)に影響する因子

スライス方向、体軸方向:「X線管焦点サイズ
             「検出器数・寸法
             「マトリックス数

体軸方向:「スライス厚
      「ピッチファクタ
      「補間再構成法

スライス方向:「表示ピクセルサイズ
        「検出素子のアパーチャサイズ
        「フィルタ関数

・低コントラスト分解能(密度分解能) ・画像ノイズに影響する因子

X線検出効率」  
 「検出器のエネルギー特性
 「スライス厚」  
 「管電流スキャン時間
(大きいと向上)・管電圧
 「ピッチファクタ
 「再構成関数
 「マトリックス関数

 

・ウィンドウ機能
 一般的な階調数は256階調(8bit)である。

ウィンドウ幅(WW):表示するCT値の幅。

  広い→小さなCT値差の観察が困難  
        狭い→濃淡表示できる
CT値の幅が狭い

ウィンドウレベル(WL):ウィンドウの中央値

          高い→CT画像は黒っぽくなる   
          低い→
CT画像は白っぽくなる

 

黒レベル<(WLWW)2                 白レベル>(WL+WW)2

 

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