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September 17, 2001

人体の中で１番小さい構造の耳骨を精密に描出できるマルチスライスＸ線ＣＴ技術の開発について　－世界一の高分解能０．２５ミリを実現－

当社は、Ｘ線ＣＴ装置で得られる人体の輪切り像の分解能（解像度）を従来の０．３５ｍｍから一挙に世界最高の０．２５ｍｍまで高めた高分解能ＣＴ技術「Ｓ－ｆｉｒｓｔ」を医療法人　耳鼻咽喉科麻生病院と共同開発しました。
当社は、新技術を搭載したＸ線ＣＴ装置を２００３年度に製品化する予定です。

１．新技術の臨床効果

共同研究先の耳鼻咽喉科麻生病院では、新開発の「Ｓ－ｆｉｒｓｔ」技術について「臨床上の意義が極めて大きい。人体の中で耳の骨が１番小さい構造をもっており、従来のＣＴ装置ではこの部分を完全に描出することが困難でした。耳の疾患を調べる際に最も重要なアブミ骨の上部構造とその周辺の微細構造を精密に描出することにより（写真１）、耳小骨連鎖異常などの診断を確定できるようになります。この結果、無駄な手術を避けることができ、手術時間も従来の２／３に短縮できます。また、聴力改善手術の成功率も、著しく向上します」と評価しています。

写真１

「Ｓ－ｆｉｒｓｔ」技術は、耳鼻科領域だけでなく、頭部や人体の細い血管や各種臓器などの画像診断にも利用することが可能です。例えば、胸部検査などでは、今まではぼんやりとしていた小さな癌などを精密に描出することができ、早期発見に貢献すると期待されます。
今後、当社は、頭部・胸部など、人体各部での臨床画像の評価を行なっていきます。

２．開発の背景

Ｘ線ＣＴ装置は、人体の周りを１回転してＸ線を照射し、人体を透過した投影データを計測してコンピュータによる画像再構成により輪切り像を得る装置です。頭部を含む全身の横断画像が解剖図をみるがごとく鮮明に描出することができるので、画像診断装置として現代医学には不可欠なものとなっています。
近年、成人病の早期発見・早期治療を望むニーズが高まっており、Ｘ線ＣＴ装置にはさらなる高い性能が求められています。患者への負担を減らし、より高品位な画像をうるために、Ｘ線ＣＴ装置は大きく３つの方向で技術開発が進められてきました。

1）Ｘ線管球が人体の周りを１回転する毎に、１度に２枚以上の横断画像が得られる多断面化（マルチスライスＣＴ）の技術

2）Ｘ線管球の１回転当たりのスピードを速め撮影時間を短縮する技術

3）収集される横断画像の分解能を向上させる技術

当社は、1）多断面化についてはＣＴ検出器の１６列化を行ったマルチスライスＣＴを開発、2）撮影時間の短縮化についてはＸ線管球の１回転当たり０．５秒のスキャン時間で、同時に０．５ｍｍ間隔でスライスできる世界最高性能を既に実現しています。今回の新技術は3）分解能の向上に関して従来の分解能を上回る世界最高の分解能を実現したものです。

当社は、これらの技術により、ＣＴにもとめられる基本３技術で、業界最高性能を実現することができました。

３．新技術の概要

今回、新たに開発した「S-first」技術で、従来０．３５ｍｍであった分解能を、世界最高値の０．２５ｍｍまで高めることができました。

Ｘ線ＣＴ装置では、体内を透過したＸ線が８９６チャンネルに区分されたＸ線検出器で検出され画像化されます。一般的により分解能の高い画像を描出するためには、１チャンネルの検出器幅を狭くし、チャンネル数を増やした新たな検出器の開発が必要です。
今回開発した「S-first」では、新たな検出器の開発なしに、Ｘ線検出器に装着する短冊くし状のスリット（遮蔽版）とＸ線から収集したデータを倍化する新画像再構成技術「スーパーインポーズドヘリカルスキャン技術＊１」により、分解能の飛躍的な向上を実現しました。

＊１スーパーインポーズドヘリカルスキャン技術：
０度と１８０度の位置で検出器を１/4ずらして配置する方法

短冊くし状のスリットをＸ線検出器の上に装着することで、検出器１チャンネルの半分を遮蔽することとなり、データの精度は2倍になります。しかし遮蔽された部分のデータは、そのままでは収集できません。この部分のデータの収集には、マルチスライスCTの特性を利用しています。
4列あるマルチスライス検出器をヘリカルスキャンで螺旋回転させる場合、螺旋回転の進行度合い（ヘリカルピッチ）によっては、その回転軌道を重ねることが可能です。

この短冊くし状のスリットの効果にくわえて、スーパーインポーズドヘリカルスキャン技術がデータ量と精度をさらに高めています。同技術は、回転するＸ線管球と検出器の位置関係が180度反対方向でも得られるデータが同じであると言うことを利用します。たとえば0度と180度の時のデータは表裏の関係ですがそこから得られるデータは透過データですから同じです。　ところが180度の位置に検出器がくる際、0度の位置と比べると検出器の半チャンネル分回転方向にずれるように配置しておきますと、すべての検出器で異なるデータを収集できるので、従来ずらさないで収集する方式と比べてデータを収集するポイントが倍になります。（データ　サンプリング点が倍になります）
これは2倍のデータ量、２倍のデータ精度ということになります。
この２つの原理によりデータ量で従来比４倍、データ精度も４倍となり、解像度０．２５ミリを実現することができました。

４．共同研究先

以上