利用者:加藤勝憲/電子線コンピュータ断層撮影法
| Electron beam computed tomography | |
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| ファイル:US patent 4672649 Fig 2.png 電子ビームコンピュータ断層撮影装置を示す特許図。構成要素は、22...電子銃、23...電子ビーム、24...フォーカスコイル、27...ビーム曲げコイル、28-31...ターゲットリング、14...検出器アレイ、11...スキャン管である。電子ビームはターゲットリングでX線を発生させ、患者を透過してスキャンチューブの反対側にある検出器へと放射される。
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| MeSH | D014057 |
| OPS-301 code | 3-26 |
電子線コンピュータ断層撮影法（Electron beam computed tomography、EBCT）とは、コンピュータ断層撮影法（CT）の一種で、X線光源を回転させるためにX線管を機械的に回転させないものである。この異なる設計は、心臓の動きを止めることなく、心拍のたびに完全なサイクルの動きを行う心臓の構造をよりよく画像化するために開発された。
従来のCT技術と同様、X線源は撮影対象物を囲む空間の円に沿って移動する。しかしEBTでは、X線管自体が大きく静止しており、撮影円を部分的に取り囲んでいる。電子ビーム焦点（つまりX線源点）は、管自体を動かすのではなく、管内のタングステン陽極に沿って電子的に掃引され、その内面に大きな円弧を描く。この動きは非常に速い。
電子ビームCTは、マルチ検出器CTイメージャー技術の急速な進歩に対抗できず、2020年代には完全に時代遅れになっていた。
優位性とdisadvantages
[編集]EBT装置の主な応用上の利点と発明の理由は、X線源点が機械的ではなく電子的に掃引されるため、はるかに高速で掃引できることである。
この設計技術が1980年代に発明された主な医療用途は、人間の心臓、特に冠動脈カルシウムを検出するための画像化であった[1]。心臓の動きは止まることがなく、動脈などのいくつかの重要な構造は、心拍のたびに直径の数倍動く。そのため、スキャン中に動いている構造がぼやけないようにするためには、迅速な撮像が重要である。EBTによるカルシウム沈着物の検出は、正確で迅速であり、従来のCTよりも電離放射線被曝量が少ない[2][3]。心臓の複数の画像を短時間で作成できるため、患者の被曝時間が短くなる。現在市販されている最新の設計では、わずか0.025秒で画像掃引を行うことができる[4]。参考までに、現在の冠動脈血管造影は通常30フレーム/秒または0.033秒/フレームで行われる。EBTは、機械的に掃引するCT装置よりもはるかにこれに近い。
EBT設計はサイズが大きく、生産台数が少ないため、2004年時点で世界に約120台しか存在しないのに対し、従来設計のCT装置は数千台存在する。また、S/N比と空間分解能も従来型CTに比べて悪い[3]。
Design specifics
[編集]標準的なX線管と同様に、タングステン・ターゲットに当たったときの電子電流エネルギーの一部は光子に変換される。しかし、廃熱を放散するために小さなターゲット陽極を回転させる代わりに、電子電流の集束スポットは大きな静止したターゲット陽極に沿って掃引される[5]。
電子電流の掃引は、陰極線管（CRT）と同じように、巻かれた銅コイルの磁気偏向ヨークを使って行われる。しかし、陰極、偏向ヨーク、陽極、真空管全体のサイズははるかに大きいため、ガラス製ではなく鋼鉄製で、真空管の中央の主な開口部は空洞になっており、スキャンが実行されている間、スキャンテーブルと対象物または人が横たわるためのスペースが残されている。
見通し
[編集]現時点では、EBT 設計の掃引速度の利点が商業的実行可能性を維持できるかどうかは不明である。2002 年の時点で、1 つの大手企業が競合する両方の設計のモデルを所有および提供しており、製品設計チーム間で技術の相互交流が行われている。2005 年の時点では、スパイラルCT設計、特に 64列の検出器、3×360°/秒の回転速度を備え、心臓イメージング用に設計された設計が、商業的および医学的観点から EBT 設計に大きく取って代わっているように見える。ただし、EBT は依然として実質的に 50×360°/秒の回転速度のスキャン速度と低い放射線被ばくを提供している。最新バージョンの EBT eSpeed は、33 ミリ秒のスキャン時間を提供する。
この技術は、商業用CTの時間分解能としては最速である。
2008年以降、EBTイメージング製品の継続的な開発、サポート、販売を1つの開発会社が主導して行っている。EBTスキャナーは、高精度、優れた再現性、高線量の機械式スキャナーを上回る超低線量能力により、世界的に使用され続けている。
2020年代初頭の時点で、EBT画像は完全に時代遅れとなり、あらゆる場所でマルチディテクターCT画像に取って代わられた。
脚注・参考文献
[編集]Template:Medical imagingTemplate:Medical imaging [[Category:陰極線]]
- ^ Mittal, Tarun K.; Rubens, Michael B. (2006). “Computed Tomography Techniques and Principles. Part a. Electron Beam Computed Tomography”. In Anagnostopoulos, Constantinos D.; Bax, Jeroen J.; Nihoyannopoulos, Petros et al.. Noninvasive Imaging of Myocardial Ischemia. New York: Springer-Verlag. pp. 93. doi:10.1007/1-84628-156-3_6. ISBN 978-1-84628-027-6
- ^ Raggi, Paolo (January 2001). “Imaging of cardiovascular calcifications with electron beam tomography in hemodialysis patients”. American Journal of Kidney Diseases 37 (1): S62–S65. doi:10.1053/ajkd.2001.20745.
- ^ a b Peebles, C R (1 June 2003). “Non-invasive coronary imaging: computed tomography or magnetic resonance imaging?”. Heart 89 (6): 591–594. doi:10.1136/heart.89.6.591. PMC 1767702. PMID 12748207.
- ^ “SOMATOM Force” (英語). Siemens. 29 June 2017閲覧。
- ^ Hill, David G. (2005). “Electron Beam CT of the Heart”. In Schoepf, U. Joseph. CT of the Heart. Totowa, N.J.: Humana Press. pp. 15–21. doi:10.1385/1-59259-818-8:015. ISBN 978-1-58829-303-9