0120-747-636マイクロCTとは？
マイクロCTとは、X線を用いた産業用の非破壊検査装置で、顕微鏡レベルで内部構造を透視することができる高度なイメージングツールです。X線顕微鏡などと呼ばれている場合もあります。マイクロフォーカスX線源を採用し、高倍率でも高精細なX線画像が得られるため、高精度のCT（Copmuted Tomography：コンピュータ断層撮影）画像が得られます。
マイクロCTなど産業用CTスキャナの多くは、コーンビームCTの構成を利用しており、被写体のワークは回転するターンテーブルの上に置かれ、X線は側面から照射されます。角度を変えながら1回転で撮影された複数枚のX線画像は、高性能パソコンによって再構成され、CTデータが生成されます。
再構成されたCTデータは、専用ソフトウェアを使ってさらに加工・可視化され、断層画像や三次元画像を作成することができます。このCT画像用ソフトウェアは、測定や測量、断面表示、さらにはスキャン対象物のリバースエンジニアリングも可能にします。
松定プレシジョンは、様々な業界や用途に合わせたマイクロCT装置を提供しています。これらのX線装置は、松定プレシジョン独自のマイクロフォーカスX線技術を搭載しており、複雑な構造の微細な内部構造を可視化することができます。
マイクロCTの種類
マイクロCTと呼ばれる装置は多種多様で、研究や産業界のニーズに合わせて様々な機能を提供しています。これらの装置は、対象とするサンプルやそのサイズ、装置の構造、X線の波長、倍率、解像度、スピード、などが異なります。マイクロCTを理解することは、用途に適した装置を選択するのに役立ちます。
医療用と産業用CTの違い
X線CTスキャナは様々な業界で幅広く使用されており、分解することなく内部の状態に関する貴重な情報を提供してくれます。CT装置は、主に産業用と医療用の2つのカテゴリーに分類されます。
産業用マイクロCT
産業用マイクロCTは、産業現場における品質検査、材料評価、リバースエンジニアリングに役立っています。産業用CTスキャナは、医療用CTスキャナとは異なり、装置からX線が漏洩しないようにX線のシールドカバーで覆われています。そのため人体への放射線被曝のリスクがありません。これにより、ユーザーは放射線を浴びる心配がなく、高線量での撮影が可能です。これらの産業用CT装置は通常、X線管と検出器を固定し、製品を回転可能なステージに載せて撮影を行います。
松定プレシジョンの産業用X線CTシステムは、専用に設計された高圧電源をはじめ複数の専用電源でノイズの少ないベストな画像を提供できるように設計されています。
マイクロフォーカスX線管用に設計された複数の高圧電源
医療用CTスキャナ
産業用とは対照的に、医療用CTスキャナは人体のX線検査における放射線被曝を最小限に抑えることを最優先しています。これらのCTスキャナは、高速に回転するX線管と検出器の中を人体が進んでらせん状に身体の画像を撮影（ヘリカルスキャン）するため、ブレを素早く最小限に抑えることができます。これらの検査で使用される放射線量は高いのですが、被曝時間は短くなっています。医療用CTスキャナは、医療従事者に画像診断に欠かせない詳細な解剖学的情報を提供します。
どちらのタイプのCTスキャナも、科学研究、工業プロセス、医療診断の進歩に極めて重要な役割を果たしており、様々な産業においてこの技術の多用途性と重要性を示しています。
医療用CTと産業用CTの違いについて詳しくは、技術コラム「X線非破壊検査シリーズ① X線CT画像をきれいに撮影するには？ 」をご覧ください。
装置の大きさによる違い
マイクロCTは、装置の大きさにより小型の卓上型マイクロCTと、大型の床置き型マイクロCTと大別することができます。
卓上型マイクロCTスキャナ
卓上型マイクロCTスキャナは、より小さなサンプルや低いX線エネルギーのアプリケーションに対応する、コンパクトで使いやすいCTシステムです。これらの卓上型CTは通常、床置き型よりも安価で、メンテナンスが容易で、設置スペースも少なくて済みます。
しかし、卓上型のX線エネルギーは最大で130kVまでと限られており、対応できる試料の種類や用途を制限される可能性があります。卓上型スキャナは、学術研究や特定用途における品質管理、教育目的に最適です。
床置き型マイクロCTスキャナ
床置き型のマイクロCTスキャナは、より大きなサンプルの撮影や、より高い拡大率での微細構造の撮影や、より高いX線エネルギーを利用するための大型で強力なシステムです。床置き型のマイクロCTは、より幅広いサンプルサイズと密度に対応し、より高い解像度の画像を提供します。
エンジンブロックや炭素繊維をはじめ、材料科学、地質学、生物学など、より大きなサンプルや高解像度イメージングを必要とする産業用途でよく使用されます。しかし、卓上型に比べて高価で、メンテナンスやスペースが必要です。
X線のエネルギーによる分類
マイクロCTスキャナは、撮影に使用するX線エネルギーによっても分類できます。主に高エネルギースキャナと低エネルギースキャナの2種類に分類でき、それぞれ異なるサンプルや用途に適しています。
高エネルギーマイクロCT
高エネルギーマイクロCTは、160kVから225kV、場合によってはそれ以上のX線エネルギーを利用し、金属、セラミックス、地質標本など、高密度の試料や大きな試料の撮影に適しています。これらの高エネルギーのCT装置は、多くの場合、開放型のマイクロフォーカスX線管を使用しており、航空宇宙、自動車、電子機器などの産業や科学研究において高解像度の画像を提供し、高性能なマイクロCTとして使用されています。
高エネルギーマイクロCTスキャナは、優れた透過力を持ち、高い空間分解能で内部構造の詳細な画像を得ることができます。そのため高倍率での撮影が可能で、多様な検査対象に適用できます。品質管理、故障解析、研究開発などの産業用途で主に使用される高エネルギーマイクロCTスキャナは、大きな導入コストだけでなく、ランニングコストもかかります。さらに、定期的なメンテナンスが必要で、操作も複雑なため、真空システムの知識など特殊な技術スキルが要求されます。
低エネルギーマイクロCT
低エネルギーマイクロCTは、150kV以下のX線エネルギーを使用し、プラスチック、ポリマー、軽金属、生物学的サンプルのような軽い材料や小型試料のX線CTスキャンに適しています。これらのX線CT装置は通常、密閉型マイクロフォーカスX線管を採用しており、メンテナンスが不要で操作が簡単です。密閉型マイクロフォーカスX線管によるマイクロメートルオーダーの焦点サイズによりX線画像のぼやけを防ぎ、鮮明な拡大画像を得ることができます。
このタイプのマイクロCTは、軽元素のコントラストに優れ、小さく繊細な構造を高解像度で画像化できます。2Dおよび3Dの非破壊検査用に特別に開発されたマイクロフォーカスX線源は、これらのイメージング機能を実現する上で重要な役割を果たします。
低エネルギーマイクロCTスキャナは、比較的安価でコンパクトなX線イメージング装置であり、電子部品の開発や生物医学研究、医薬品開発、材料科学に理想的です。低エネルギーマイクロCTは、小さなサンプルや低密度のサンプルの高解像度イメージングに特化しており、必要なメンテナンスが少なく、操作が簡単です。松定プレシジョンは、この密閉管タイプのX線装置を販売し、さまざまな科学・産業分野のニーズに応えています。
スキャン対象物による違い
マイクロCTスキャナは、スキャン対象によって大きく2つに分類されます。これらの分類は以下の通りです。
生体試料用マイクロCT
生体試料用マイクロCTは、In vivo CTスキャナや小動物用マイクロCTとも呼ばれ、主にマウス、ラット、時にはウサギのような小動物を生きたままスキャンするように設計されています。これらのスキャナを使えば、同じ動物を何度もスキャンして変化を観察する縦断的研究が可能になります。体重、骨の成長、腫瘍、その他の生理学的側面に対する薬物、食事、ホルモン投与などの治療効果を研究するのに有益です。
生体試料用マイクロCTは、慢性閉塞性肺疾患（COPD）のような呼吸モニタリングが必要な健康問題の分析にも使用されます。また、micro-PETやmicro-SPECTスキャンのような他の画像モダリティとのレジストレーションの基準とすることもできます。
解像度のトレードオフがあるにもかかわらず、生体内スキャナは、そのスキャン形状により、生体外システムよりも長い対象物をスキャンすることができます。この構造は、医療用CTスキャナを小型化したものです。
生体外マイクロCT（産業用マイクロCT）
生体外マイクロCTは、小動物用マイクロCTと区別するための分類で、一般的な産業用のマイクロCTのことです。ただし、生物から切除されたサンプルや昆虫、植物などをスキャンするために使用される場合もあります。他にも、肺、骨、腫瘍、インプラント、移植片など、特定の関心領域に焦点を当てたエンドポイント研究に使われる場合もあります。また、生体材料の研究、理解のための研究、材料の研究、その他生物などにも利用されています。
生体外マイクロCTは、スキャン時間が長く（生きたサンプルへの放射線量の心配がないため）、空間分解能が高く、S/N比が向上しています。その結果、画質も向上した。骨粗鬆症の海綿骨イメージング、様々な臓器の血管疾患イメージング、軟骨摩耗モデルなど、微細なディテールを必要とするアプリケーションによく使用されます。
生体外スキャナは、生体材料、より大きな動物のインプラント、食品や種子の構造、人類学的研究、岩石コアサンプルなどの研究にも使用できます。
松定プレシジョンのマイクロCT
松定プレシジョンは、特定のアプリケーションや要件に合わせて設計された高品質のマイクロCT装置を幅広く提供しています。ここでは、松定プレシジョンのマイクロCTを含むX線非破壊検査装置を紹介します。
卓上型X線マイクロCT - precision µB4500
卓上型X線マイクロCT precision µB4500は、粉体や液体などの入った試料をターンテーブルに置くだけで簡単に撮影できる横照射型のコンパクトなX線非破壊検査装置です。この横照射型のX線装置は、より安定したイメージングを提供するため、従来の垂直照射型のX線検査システムでは困難なサンプルのX線イメージングに適しています。
この装置は、オプションのCT構成により高度なアーチファクト低減機能を備えた画像再構成を提供し、CT画像を提供します。コンパクトなサイズなので、小さなオフィスやスペースの限られた工場、研究室での使用に適しています。
- 主な特徴
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- コンパクトな小型・卓上サイズ
- 粉体、液体などの入った試料のX線撮影に最適
- オプションによりCT撮影可能
- CT撮影に理想的な水平方向X線照射構造
- 仕様
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- X線照射方向：水平
- X線管電圧：30～90kV
- 焦点径：5μｍ
- 最大試料サイズ：φ120ｘH75mm
- 最大倍率：63.5倍
- アプリケーション
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- 材料科学、粉末、液体
- 医薬品や錠剤の検査、液体カプセル
- エレクトロニクス、小型部品
X線マイクロCT - precision CT9600
小型X線マイクロCT - precision CT9600は、コンパクトで高速・高解像度スキャンを実現したX線マイクロCT装置です。最適なCT撮影のための直感的なUI操作と、高速スキャンで作業効率を高めます。また、高拡大率でのスキャンを実現し、マイクロCTのベストモデルとなっています。
リングアーチファクトやメタルアーチファクトの低減など、画質向上のためのさまざまな機能を備えています。また、操作が簡単な直感的なユーザー・インターフェースや、インターロック機能や緊急停止システムなどの安全機能も備えています。
- 主な特徴
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- 高解像度と高速スキャン
- 簡単操作で最適なCTスキャン
- 多彩な機能で画質を向上
- 仕様
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- X線照射方向：水平
- X線管電圧：40～130kV
- 焦点径：5～40μｍ
- 最大試料サイズ：φ200ｘH250mm
- 最大倍率：254.2倍
- アプリケーション
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- 材料科学：多孔質材料、複合材料
- 生命科学：小型生物、生物学的サンプル
- 地質学：岩石サンプル、鉱物調査
大型サンプル対応マイクロCT - μRay8700/μRay8760
大型サンプル対応マイクロCT - μRay8700/μRay8760は、高さのある大型サンプルの撮影に対応したX線検査装置です。μRay8700は、高さ340ｍｍ、μRay8760は高さ700ｍｍのサンプルまで搭載することが出来ます。オプションによりCT機能を追加することができます。
CTスキャンの透過率が高く、被写ワーク全体を容易に観察できます。また、独自のノイズ低減技術や小焦点サイズを採用し、高画質を実現しています。また、画像処理・解析用のソフトウェアも付属しており、誰でも簡単に使用できます。
- 主な特徴
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- 高さのあるサンプルに最適
- 管電圧130kV、出力40Wの高透過力
- 独自のノイズ低減技術
- 4W出力で最小焦点サイズ5μm
- 仕様
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- X線照射方向：水平
- X線管電圧：40～130kV
- 焦点径：5～40μｍ
- 最大試料サイズ：φ200ｘH340/H700mm
- 最大倍率：44.8倍
- アプリケーション
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- エレクトロニクス、プリント基板検査、半導体
- 自動車部品検査、蓄電池検査
- 航空宇宙、複合材料試験、欠陥検出
松定プレシジョンのマイクロCTスキャン事例
松定プレシジョンのマイクロCTは、様々な用途に最先端のイメージング機能を提供します。生体サンプルの詳細な分析から産業現場での品質管理まで、松定プレシジョンのマイクロCTがさまざまな分野で貴重な知見を提供していることを紹介します。
エレクトロニクス
BGA（Ball Grid Array)の実装
ケーブルの圧着端子
自動車
小型モーター
電池
食品と医薬品
ビール缶
錠剤（薬、サプリメント）
ヘルスケア
ウェットティッシュ容器のふた
アイライナー
マイクロCTに関するFAQ
マイクロCTとCBCTの違いは？
マイクロCT（Computed Tomography、コンピューテッドトモグラフィー）とCBCT（Cone beam Computed Tomography、コーンビームコンピューテッドトモグラフィー）は、どちらもX線を用いて対象物や被検体の詳細な3D画像を作成する画像技術です。CBCTは、CTの撮影方法の1種でフラットパネル検出器により1回転で立体物のCT撮影が可能になる方法です。主に医療用のヘリカルスキャンと比較する場合に用いられます。マイクロCTは、産業用のCTで高倍率で微細な構造を解析する装置として用いられる言葉でスキャン方式は主にCBCTとなっています。
マイクロCTとCBCTの項目別の違い
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解像度：Micro-CTとは、生成される画像の解像度が高いことを指し、ピクセルサイズは100ナノメートルと小さい。対照的に、CBCTはスキャニング原理を使用しており、その解像度は一般的にそれほど高くなく、ピクセルサイズは約200マイクロメートルから数ミリメートルです。
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試料サイズ：Micro-CTは、直径200mmまでの小型から中型の試料の撮影に適しています。一方、CBCTは、歯科や医療用アプリケーションにおける人間の患者のような、より大きな対象物に使用されることが多い。
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アプリケーション：マイクロCTは、科学研究や産業応用において、材料、生物学的サンプル、微小生物の内部構造を研究するために一般的に使用されています。CBCTは、主に歯科の分野で、患者の骨、歯、軟組織を画像化するために業界内で使用される専門用語です。
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画質：マイクロCTは解像度が高いため、CBCTよりも詳細で鮮明な画像が得られます。これによりマイクロCTは、サンプル内の繊細な構造や特徴を分析するのに適しています。
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コストと複雑さ：マイクロCTシステムは、CBCTシステムよりも高価で複雑な傾向はありますが、これはマイクロCT画像に要求される解像度と精度が高いためです。
まとめると、マイクロCTとCBCTは、試料の大きさ、要求される解像度、特定の用途に基づき、それぞれ異なる状況で使用される言葉です。
マイクロCTの利点とは？
マイクロCTは、高解像度の3D画像を提供し、サンプルを分解せずに分析し、保存や再利用ができます。定量的な情報を提供し、さまざまな製品や材料、生物学的サンプルの内部構造、気孔率などを調べることができます。
マイクロCTの用途とは？
マイクロCTは故障解析、品質管理、リバースエンジニアリングに使用され、様々な材料や生体サンプルの内部構造の詳細な3Dイメージングを提供します。
マイクロCTでどこまで細かく見えますか？
マイクロCTの装置にもよりますが、100ナノメートルの微細な構造を識別することができます。
マイクロCTで測長や測量などの測定もできますか？
はい、マイクロCTは測長や面積、体積などから測長や測量ができます。さらに空隙率、構造、密度などのパラメータを測定し、定量的なデータを提供することもできます。ただし、より正確な測定には、校正などの作業やトレーサビリティなども必要になります。
マイクロCTの撮影手順は？
- 撮影対象のサンプルをターンテーブルの中心に置きます。
- X線を照射して、撮影ポイントや倍率等を調整します。
- CTスキャンの条件などを設定してスキャンを開始します。
- 連続的にX線画像が撮影（スキャン）され、画像データはコンピュータで2次元断面スライスに再構成されます。
- 再構成により得られたCTデータ（3次元画像）を表示・解析します。
マイクロCTを操作するには資格が必要ですか？
産業用途でX線検査装置を用いる場合、エックス線作業主任者の選任が必要です。エックス線作業主任者は、エックス線作業主任者免許の交付を受けた者のなかから選任される必要があります。すでにエックス線作業主任者が選任されている場合、エックス線作業主任者の監督下での操作に資格は必要ありません。
また、マイクロCTの操作には通常その使用方法と画像技術の理解に関するトレーニングが必要です。
他にも、X線装置を導入する場合、事前に設置届を提出する必要や「特別の教育」を行う必要があります。
詳しくは、FAQの「X線装置を使うには免許や届出が必要ですか？ 」をご覧ください。
CT画像はカラーですか？
CT画像は通常グレースケールで密度の変化を表現していますが、可視化や解析のために偽色を付けて見やすくすることができます。