電子線コンピュータ断層撮影

電子線コンピュータ断層撮影
電子ビーム コンピューター断層撮影システムの断面図を示す特許図。コンポーネントは、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 チューブです。電子ビームはターゲット リングで X 線を生成し、患者を透過してスキャン チューブの反対側の端にある検出器に放射されます。
メッシュ	D014057
OPS-301 コード	3-26
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電子線コンピュータ断層撮影(EBCT) は、X 線光子源を回転させるためにX 線管を機械的に回転させる必要がない第 5 世代のコンピュータ断層撮影(CT) スキャナです。この異なる設計は、心臓の鼓動ごとに完全な運動サイクルを実行し、止まることのない心臓構造をより正確に画像化するために特別に開発されました。

従来の CT 技術と同様に、X 線源点は、画像化する物体の周囲の空間で円に沿って移動します。EBCT では、X 線管自体が大きく固定されており、画像化円を部分的に囲んでいます。管自体を移動させるのではなく、電子ビームの焦点 (つまり X 線源点) が管内のタングステン陽極に沿って急速に移動し、その内面に大きな円弧を描きます。

臨床で使用されている CT スキャナーの大部分は第 3 世代の装置です。

EBT マシンの主な応用上の利点、そして本発明の理由は、X 線源点が機械的ではなく電子的に走査されるため、はるかに高速に走査できることです。

1980年代にこの設計技術が発明された主な医療用途は、人間の心臓を画像化すること、具体的には冠動脈カルシウムの検出であった。^[1]心臓は動きが止まることはなく、動脈などの重要な構造は心拍ごとに直径の数倍移動する。したがって、スキャン中に移動する構造がぼやけるのを防ぐために、迅速な画像化が重要である。EBTによるカルシウム沈着の検出は正確かつ迅速で、従来のCTよりも電離放射線への曝露が少ない。^{[2] [3]}心臓の複数の画像を作成する方が速いため、患者が放射線に曝露する時間が短くなる。現在最も先進的な市販の設計では、わずか0.025秒で画像スイープを実行できる。比較すると、最も高速な機械的スイープX線管の設計では、画像スイープを実行するのに約0.25秒かかる。^[4]参考までに、現在の冠動脈 造影画像は通常、30フレーム/秒または0.033秒/フレームで実行される。 EBT は、機械的にスキャンする CT 装置よりもこれに非常に近いものです。

信号対雑音比と空間分解能も従来のCTに比べて劣ります。^[3]

電子ビームCTスキャナは第5世代CTスキャナと考えられており、第1世代は平行移動と回転を備えたペンシルビーム、第2世代は前世代と同様の動きをするファンビーム、第3世代は回転するファンビームと検出器の両方を備え、第4世代は回転するファンビームだが検出器は固定されている。臨床で使用されているCTスキャナの大部分は第3世代のスキャナである。^[5]

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電子流エネルギーの一部は光子に変換されます。ただし、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、電子流焦点は大きな固定ターゲット陽極に沿って掃引されます。^[6]

電子流の掃引は、ブラウン管(CRT) と同様に、巻かれた銅コイルの磁気偏向ヨークを使用して行われます。ただし、カソード、偏向ヨーク、アノード、および真空管全体の構造ははるかに大きく、ガラスではなく鋼鉄で作られており、真空管の中央の中央部分は空洞になっており、スキャンの実行中にスキャン テーブルと物体または人が横たわるスペースが確保されています。^{[引用が必要]}

この技術は、これまでで最も高速な CT スキャナの世代です。第 3 世代のスパイラル CT 設計、特に 64 列の検出器、3×360°/秒の回転速度、心臓画像診断用に設計された設計は、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ます。ただし、電子ビーム CT 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、より低い放射線被ばくを提供します。^{[引用が必要]}