コンピュータ断層像を得るためのスキーム

細いX線ビームが人体を円形にスキャンします。組織を通過すると、放射線は組織の密度と原子組成に応じて弱まります。患者の反対側には、X線センサーの円形システムが設置されており、各センサー（数千個に及ぶ場合もあります）が放射線エネルギーを電気信号に変換します。増幅後、これらの信号はデジタルコードに変換され、コンピュータメモリに送信されます。記録された信号は、任意の方向におけるX線ビームの弱まり具合（ひいては放射線の吸収度）を反映します。

X線照射装置は患者の周囲を回転し、360°の様々な角度から患者の体を「観察」します。照射装置の回転が終了するまでに、全てのセンサーからのすべての信号がコンピュータのメモリに記録されます。最新の断層撮影装置では、照射装置の回転時間はわずか1～3秒と非常に短いため、動く物体の検査が可能です。

標準的なプログラムを使用する場合、コンピューターは対象物の内部構造を再構成します。その結果、検査対象の臓器の薄い層の画像（通常は数ミリメートル程度）が得られ、モニターに表示されます。医師は、この画像を手元の作業に応じて処理します。画像の拡大・縮小、関心領域（関心領域）の強調表示、臓器の大きさ、病変の数や性質の特定などが可能です。

その過程で、個々の領域の組織密度が決定されます。これは従来の単位であるハウンスフィールド単位（HU）で測定されます。水の密度はゼロとみなされます。骨の密度は+1000HU、空気の密度は-1000HUです。人体の他のすべての組織は、中間的な位置（通常0～200～300HU）を占めます。当然のことながら、このような密度範囲はディスプレイにも写真フィルムにも表示できないため、医師はハウンスフィールドスケール上の限られた範囲、つまり「ウィンドウ」を選択します。ウィンドウの寸法は通常、数十ハウンスフィールド単位を超えません。ウィンドウのパラメータ（ハウンスフィールドスケール全体における幅と位置）は、常にコンピュータ断層画像に表示されます。このような処理の後、画像はコンピュータの長期メモリに保存されるか、写真フィルムなどの固体媒体に記録されます。さらに、コンピューター断層撮影では約 0.4 ～ 0.5% というごくわずかな密度差が明らかになる一方、従来の X 線画像では 15 ～ 20% の密度勾配しか表示できないことも付け加えておきます。

通常、コンピュータ断層撮影（CT）は1層の取得に限定されません。病変を確実に認識するには、通常5～10枚のスライス画像が必要であり、それらは互いに5～10 mmの間隔で撮影されます。人体に対する分離層の位置を確認するために、検査対象領域の概観デジタル画像（ラジオトポグラフィー）が、同じ装置（ラジオトポグラフィー）で作成されます。この画像には、後続の検査で分離された断層レベルが表示されます。

現在、X線エミッターの代わりに、高速電子ビームを放出する真空電子銃を透過放射線源として用いるコンピュータ断層撮影装置が設計されている。このような電子ビームコンピュータ断層撮影装置の適用範囲は、現在、主に心臓病学に限定されている。

近年、いわゆるスパイラルトモグラフィーが急速に発展しています。この技術では、エミッターが患者の体に対して螺旋状に移動し、数秒という短時間で体の一定体積を撮影します。撮影された体積は、その後、個別の層として表示されます。スパイラルトモグラフィーは、コンピューター血管造影、臓器の3次元（体積）画像化、そして最終的には、いわゆる仮想内視鏡といった、非常に有望な新しい可視化手法の創出のきっかけとなり、現代医療可視化の頂点を極めました。

頭部、頸部、胸部、四肢のCT検査では、特別な準備は必要ありません。大動脈、下大静脈、肝臓、脾臓、腎臓を検査する場合は、軽めの朝食にとどめることをお勧めします。胆嚢の検査を受ける場合は、空腹時に来院してください。膵臓と肝臓のCT検査を受ける前には、鼓腸を抑えるための対策を講じてください。腹腔CT検査中に胃と腸をより正確に区別するために、検査前に患者に2.5%水溶性ヨウ素造影剤溶液約500mlを少量経口投与して造影します。

また、CT検査の前日に胃や腸のX線検査を受けた場合、そこに蓄積したバリウムが画像にアーティファクトを引き起こす可能性があることも考慮する必要があります。そのため、消化管から造影剤が完全に排出されるまで、CT検査は実施すべきではありません。

CT検査の新たな実施方法として、造影CTが開発されました。これは、患者に水溶性造影剤を静脈内投与した後に断層撮影を行うものです。この技術は、血管系および臓器実質に造影剤が出現することで、X線吸収を増加させます。この場合、一方では画像のコントラストが向上し、他方では、血管腫瘍や一部の腫瘍の転移など、血管が密集した部位が強調表示されます。当然のことながら、臓器実質の強調された影像を背景に、血管の少ない、または完全に無血管の領域（嚢胞、腫瘍）がより明確に識別されます。

一部のコンピュータ断層撮影装置には、心臓同期装置が搭載されています。この装置は、収縮期と拡張期において、正確に指定された時間にエミッターを作動させます。この検査によって得られる心臓の横断面画像により、収縮期と拡張期における心臓の状態を視覚的に評価し、心室容積と駆出率を計算し、心筋の全体的および局所的な収縮機能の指標を分析することが可能になります。

CTの重要性は、疾患の診断に留まりません。CTによる制御下で、様々な臓器や病変部位の穿刺や標的生検が行われます。CTは、患者の保存的治療および外科的治療の効果をモニタリングする上で重要な役割を果たします。さらに、CTは腫瘍病変の局在を正確に特定する手段であり、悪性腫瘍の放射線療法において、放射線源を病変に照射するために用いられます。

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