CTスキャンとは何か、その仕組みは？

マウンテンバイクで転倒して緊急治療室を訪れたり、定期的ながん検診のために診療所を訪れたりする場合、医師はあなたの健康を正確に評価するために内部の画像を要求することが多いようです。

体内画像を撮影する最も一般的な方法の1つが、コンピュータ断層撮影（CT）スキャンです。

CTスキャンはCATスキャンとも呼ばれ、国立生体医学イメージングおよび生体工学研究所（NIBIB）によると、回転するX線装置を使って体のあらゆる部分の断面、または3Dの画像を作成するとのことです。 このような状況下において、当社は、「グローバルな競争力を維持し、持続的な成長を実現する」という経営ビジョンのもと、グローバルな事業展開を行っています。 ガントリーにはX線管があり、患者の周りを回転しながら細いX線ビームを体に照射する。 X線源が一回転した後、高性能のコンピューターが体のスライスの2D画像を作成します。 その後、コンピュータは複数の2Dスライスを組み合わせて体の3D画像を作成し、医師が患者の問題のある場所をピンポイントで特定することを容易にします。 スキャン自体は、画像化される体の領域にもよりますが、通常15分未満で終了します。

異常の特定を容易にするために、患者は造影剤を投与される場合があります。 ヨウ素やバリウムなどの造影剤を含む溶液は、対象組織に応じて経口、直腸、または血流に直接注入して体内に導入されます。 北米放射線学会によると、造影剤に含まれる物質が、X線と特定の体組織の相互作用を一時的に変化させ、その結果、それらの組織が画像上で異なって見えるようにするのだそうです。

CTスキャンを受ける理由

CTスキャン画像は、医師が感染症、筋肉障害、骨折、癌、腫瘍やその他の異常を診断し、特定するのに役立ちます。

緊急事態において、CTスキャンは医師が内部損傷や内部出血の範囲を迅速に決定できる、命を救うツールであると、北米放射線学会は発表しています。

国立がん研究所によると、CTスキャンはがんの診断、治療、研究にも不可欠です。

Risks involved

一方、CTスキャンは健康を評価する上で欠かせない手段ですが、スキャンに伴うリスクも存在します。

米国放射線学会イメージングネットワーク（ACRIN）によると、スキャンする体の部位によっては、放射線被曝のリスクがあります。 X線は電離放射線の源であり、リンパ系臓器や血液などの敏感な組織を損傷する可能性があります。 また、「震災で被災された方々への支援活動や、被災地の復興に向けた支援活動にも取り組んでいます」と語るのは、エモリー大学放射線医学・画像医学部准教授のPhuong-Anh Duong博士です。 (ハーバードヘルス出版によると、胸部だけのCTスキャンは、従来の胸部X線の約70倍の放射線を患者に浴びせる)

Duong氏は、CTスキャンの画質と放射線被曝量のバランスをとることが重要であり、医師はこれをALARA、またはas low as reasonably achievableと呼んでいると述べています。 例えば、必要なときだけ、必要な体の部分だけ撮影する、低エネルギーの放射線を使用する、より感度の高いX線検出器などの新しい技術を使用する、などです。

時折、患者が造影剤に対するアレルギー反応を経験するかもしれませんが、大きな反応はまれです。 北米放射線学会によると、事前にアレルギーが判明している場合は、造影剤の影響を抑えるための薬剤が投与されることがあります。 喘息、花粉症、アレルギー、心臓病、腎臓や甲状腺に問題がある人は、造影剤に対する反応を起こすリスクが高いようですが、その理由については、研究者はまだ不明です。

人工知能（AI）がCTスキャナーに組み込まれ、少ない放射線でより良い画像を作成できるようになっていると、デュオンはライブサイエンス誌に語っています。

今年初め、セントラル フロリダ大学の研究者たちは、微量の肺がんを検出することができた CT スキャン システムに AI を組み込みました。

今年の別の進歩として、ニューヨーク市のマウント シナイ大学アイカーン医科大学の研究グループは、脳の CT スキャン画像を調べる AI システムを作製しました。 このシステムは、脳卒中などの問題を、わずか1.2秒で検出することができます。 同チームは、この成果をNature Medicine誌に発表しました。

CTスキャン技術におけるもうひとつの大きな飛躍は、光子計数型CTスキャナーです。 このスキャナーは、X線源からの個々の光子を数え、追跡し、個々の光子の相互作用を検出する検出器を組み込んだものである。 その結果、一度に大量の光子を検出するエネルギー積算型検出器を使用し、単に強度を測定する従来のCTスキャン画像とは対照的に、解像度とコントラストが向上した鮮明な画像が得られます。 光子計数型CTスキャナーは、X線照射量の減少、より良い組織分化、より鮮明な画質、造影剤の必要性の減少につながると、Duong氏は言います。

CTスキャン機器もより専門化してきています。 NIBIBによると、乳房組織のスキャン用に特別に設計されたCTマシンは、従来のマンモグラムと同等の情報を提供しますが、乳房圧縮の必要がなく、胸部からの放射線被曝がかなり少なくなります。

CTスキャンは、「スター・トレック」の「トリコーダー」のように携帯診断装置に近いところまで発展するでしょうか。 エモリー大学医学部のグレーディ・ヘルス・システムが使用しているバン搭載の移動式CTスキャナーのように、ポータブルでモバイルなCTスキャナーは存在するものの、そうとは言えないと、Duong氏は言う。 しかし、小型の機械は従来の CT スキャナーほど効率的ではなく、傍観者を放射線被曝から守るのは困難です。

Further reading:

• How CT technology have evolved in the past 50 years, from the International Society for Computer Tomography.
• CT画像とX線の比較（FDA）
• CTスキャンに関する詳細情報（メイヨークリニック）