アーチファクトとは
CTスキャンは、外側からは見ることができない内部の構造を、物体を破壊することなく知ることができる、きわめて便利な技術です。
医療から工業製品の検査まで幅広く利用されています。
しかし、CTスキャンにも難点があります。そのうちの一つが、さまざまなアーチファクト（artifacts、実際の物体ではない二次的に発生した画像）の出現です。
CTスキャン装置の特徴、撮影条件、物体の形状や密度、再構成法などにより、発生するアーチファクトの種類や強さがそれぞれ異なります。ですから、質の高いCT画像を得るには、撮影条件などに関する事前の十分な検討が必須です。また、CT画像を学術研究に利用する際には、アーチファクトの存在についてあらかじめ了解しておかなくてはなりません。
アーチファクトにはパターンに応じた名前がつけられていることがあります。以下では、化石を撮影する際に生じうる、リングアーチファクト、メタルアーチファクト、ストリーク状アーチファクトについて解説します。
リングアーチファクト
浮遊性有孔虫化石の断面画像
アーチファクトのパターン：同心円状の非常に細い線。画像中心部ほど線が目立つ。
原因と特徴：X線検出素子の感度補正が不十分なときに発生します。微化石の場合はX線吸収量が少ないため、他の標本を撮影した場合と比べて発生しやすくなります。
対策：撮影条件や画像再構成法の工夫により、大幅に減少します。校正データ（試料を置かずに撮影した画像や、暗電流起因の画像）の撮影しなおしも効果があります。
年輪などの同心円状の構造を測定するときは、回転ステージ台の中心に標本を置かないほうが無難です。
CT再構成ソフトウェアにはしばしば、アーチファクトを減らす機能が搭載されています。
金属（メタル）アーチファクト
アンモナイト化石の断面画像
アーチファクトのパターン：直線状のややぼやけた像。
原因と特徴：主に、ビームハードニングにより発生します。X線吸収率が低い物質中に、金属などのX線吸収率が非常に高い物質が点在する場合や、撮影方向によりX線通過距離が大幅に異なる場合に、よく発生します。化石の場合、殻の中に混入した鉱物や、頭骨中のエナメル質が発達した歯などに注意が必要です。
メタルアーチファクトへの対策：画像再構成の際にビームハードニング補正を行うことで、ある程度緩和できます。
CT再構成ソフトウェアにより、アーチファクトを低減することも可能です。
ビームハードニングへの対策：管電圧を高くし、かつ金属フィルタ（銅の薄い板など）を通して撮影しましょう。標本の向きや配置を工夫するのも効果があります。
ビームハードニング
以下の2つの原因により、ビームハードニングが発生します。
- X線管から放出されるX線には、さまざまなエネルギーのものが含まれている（X線管の説明を参照）。
- X線エネルギーが低いほど、物質の吸収係数は高くなる（X線吸収係数の説明を参照）。
X線が物質を通過するさい、高いエネルギーをもつX線よりも低いエネルギーをもつX線のほうが、より多く吸収されます。そのため、X線のエネルギー分布は少しずつ高いほうにシフトしていきます。
X線エネルギー分布の変化
エネルギーが高い、という状態を専門用語で硬い（hard）と表現するため、ビームハードニング（beam hardening）と呼ばれています。
ストリーク状アーチファクト
浮遊性有孔虫化石の断面画像
アーチファクトのパターン：はっきりとした直線状
原因と特徴：ひとつの透過画像において、あるX線検出素子に対応する画素値が不備だった場合に発生します。頻度は高くありません。
対策：透過画像中の異常のあった場所の画素値をメディアンフィルタ等で補正し、再構成をやりなおしましょう。
*************************
CTスキャン解説①〜④について
無断転載を禁じます
last update: 2022/09/13
CTスキャン撮影サービス、はじめました
ホワイトラビットでは、CT撮影サービスをはじめました。
くわしくはお問い合わせください
CTデータでつくったコンテンツ
3D-CT 深海生物
動く3D-CT化石図鑑
3D-CT棘皮動物図鑑
フランスパンをCTスキャンして気泡をみる
もっと知りたいひとのために
- 藤田CT研究会
医療用CTスキャンにかんする専門サイト - X線CT ―産業・理工学でのトモグラフィー実践活用―
CTとその周辺について網羅的に書かれたとても良い教科書 - 『画像処理アルゴリズム』
著者:斎藤恒雄 発行:近代科学社
再構成の基本がわかる本
弊社の主力製品です
工業製品から生物標本まで。どんなものでも美しく、快適操作でおみせします。
Molcer Plus は、X線CT画像などのボクセルデータを、計測・加工・解析するためのソフトウェアです。
＊フリー版もあります：3D画像表示ソフトウェア Molcer
＊Molcer Plus パンフレット (v1.8)
＊粒子空隙解析パンフレット
＊配向解析パンフレット