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上：ピラニア「Catoprion mento」のマイクロCTスキャン画像。 骨格内部の青く染まったセグメントは、ピラニアが食べた魚の鱗である（魚の横にも拡大表示）。 Credit: University of Washington.

マイクロCTスキャンとは？
• マイクロCTスキャナーの仕組みは？
• 非破壊検査とは？
• マイクロCTスキャンの利点は？
• in vivoとex vivoのマイクロCTスキャンの違いは何ですか？
• ナノトモグラフィーまたはナノCTスキャンとは何でしょうか？
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マイクロCTスキャンとは何ですか？

マイクロCTはX線を使用して対象物をスライスし、その中を見ることができる3Dイメージング手法です。 マイクロCTは、マイクロトモグラフィーまたはマイクロコンピュータトモグラフィーとも呼ばれ、病院のCTまたは「CAT」スキャンのイメージングと似ていますが、小規模で解像度が大幅に向上しています。

マイクロCTスキャナーは、一連の2次元平面X線画像を撮影し、そのデータを2次元断面スライスに再構成します。 これらのスライスは、さらに3Dモデルに加工したり、3D物理オブジェクトとしてプリントして分析することも可能です。 2次元のX線画像では物体を透かして見ることができますが、3次元マイクロCTシステムでは物体の内部を見ることができ、その内部特徴を明らかにすることができます。 マイクロCTスキャナーは、非破壊で微細構造に関するボリューム情報を提供します。 次に、試料を回転ステージ上で数分の一回転させ、別のX線投影画像を撮影します。 これを180度（試料の種類によっては360度）回転させながら撮影する。 一連のX線投影画像は、「再構成」と呼ばれる計算処理によって断面画像に変換される。 これらのスライスは、分析したり、さらに3Dモデルに加工したり、動画にしたり、3D物理オブジェクトに印刷したりすることができます。

マイクロCTスキャナーの仕組みについてもっと読む

Nondestructive testingとは何ですか

NDTとは、スキャンするサンプルまたは試料がテスト中またはテストの準備中に変更または破壊されていないことを指します。 これにより、サンプルを歴史的な記録として保存したり、後日再度試験したり、別の試験に使用したり、最終的な生産に回したりすることができます。 他の手法では、試料を染色、切断、コーティングする必要があり、試料の構造、継続的な有用性、後の研究での使用に影響を与える可能性があります。 光顕微鏡、レーザースキャン、可視およびその他のスペクトル写真など、試料をそのままの状態で画像化できる技術がいくつかあります。 マイクロCTは、研究対象のサンプルのほとんどがそのままの状態でスキャンされる、そのような技術の1つです。

マイクロCTスキャンの利点は何ですか マイクロCTは、他の非破壊技術では得られない高解像度3Dイメージング情報を提供します。 試料を切断することなく、材料と生物試料の両方の内部構造を調べることができ、将来の研究のために試料や標本を保存しておくことができます。 マイクロCTスキャンから得られる定量的な情報は、3D画像からしか得られません。マイクロCTの仮想スライスから作成した3Dデジタル・モデルにより、科学者はあらゆるパラメータを測定し、事前と事後の研究で比較できます。

マイクロCTスキャンのこれらのユニークな機能により、科学者はサンプルの形態を見て、多孔性、構造/骨の厚さ、体積率、欠陥分析、密度、粒子サイズ、空洞、繊維の向きなどの特徴を調べることができます。 研究者はマイクロCTを使用して、骨、歯、組織/臓器、複合材料、医療機器、電池などを研究します。

さまざまなタイプのマイクロCTスキャナーについてもっと読む。 医療用CTスキャンは、1970年代に医療用画像診断のツールとして導入されました。CT（またはコンピュータ断層撮影）スキャンの解像度は1ミリメートルに制限されていますが、これは臨床に使用するには十分な詳細さを提供するものです。 材料科学や小動物の画像診断には、さらに高い解像度が必要とされ、1980年代にマイクロCTスキャンが導入されました。

生体内と生体外のマイクロCTスキャンの違いは何ですか。

簡単に言えば、生体内とは生きた試料のスキャンで、生体外とは通常、かつて生きていたものや生きていたものから切り取った試料のことを指します。

In vivo マイクロ CT 装置では、動物は生きたままなので、薬物、食事、ホルモン、およびその他の治療が腫瘍に及ぼす影響、骨の成長と質、体格、および同じ被験者へのその他の応用を測定するための長期的研究を実行することが可能です。 これには、切除された動物の特定部位（肺、骨、腫瘍、インプラント、グラフトなど）のエンドポイント研究、生体材料研究、大型動物へのインプラント、材料研究、圧縮研究などが含まれます。 生体外マイクロCT装置では、高い空間分解能、長いスキャン時間（試料への線量が気にならないため）、優れたS/N比、したがって優れた画像を得ることができます。

in vivoとex vivoのマイクロCTスキャンの違いについてもっと読む

ナノトモグラフィーまたはナノCTスキャンとは何ですか

マイクロCTおよび医療CTスキャンに似ていますが、分解能はミクロンまたはミリではなくナノメートル単位になります。 ナノCTは、ナノフォーカスX線源を用いて、試料を180度または360度回転させながら2次元画像を撮影します。 次に、高度なソフトウェアを使って、その画像を2次元の断面図やスライスに変換します。 この断面図によって、研究者は試料を切り開くことなく、試料の内部を観察することができるのです。 光源の焦点位置が小さいほど、サンプルのスキャンで達成できる解像度は高くなります。

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