世界初の「カラーX線写真」──体内の構造を3D画像で再現

2018年7月17日（火）19時20分

高森郁哉

MARS Bioimaging

スイスに本拠を置く欧州原子核研究機構（CERN）は、同団体の技術を応用した装置で人体の部位をスキャンし、内部の構造をカラーの3D画像で再現することに世界で初めて成功したと発表した。米メディアのフューチャリズムなどが報じている。

X線撮影の仕組み

従来のX線撮影は、ドイツの物理学者ヴィルヘルム・レントゲンが1895年に発見したX線を応用している。X線は波長が1pm（ピコメートル）〜10nm（ナノメートル）程度の電磁波で、波長の比較ではガンマ線よりも長く、紫外線よりも短い。

X線は骨などの密度の高い部分に吸収され、筋肉や他の低密度の部分を通過する性質がある。このように身体を通過させたX線で写真フィルムなどを感光させることにより、内部の構造を可視化することができる。医療への応用はX線発見の翌年から始まっており、現在は空港の手荷物検査などにも利用されている。

CERNの粒子追跡技術

CERNは、世界最大の粒子加速器である「大型ハドロン衝突型加速器」で粒子を追跡するためのチップセット「Medipix」を開発。Medipixは、カメラのようなはたらきをして、電子シャッターを開放している間に画素に衝突する個々の粒子を検知し数える。この技術により、高解像度、高コントラストで、信頼性の高い画像が生成できる。

3Dスキャナーを手がけるニュージーランドのMARSイメージングは、10年間にわたりCERNに協力し、Medipixチップセットの第3世代となる「Medipix3」の開発に貢献。そして今回、Medipix3を使った画期的な医療用スキャナー「MARS」を開発した。

MARSは、Medipix3が検出して得た分光情報を高度なアルゴリズムで組み合わせ、3D画像を生成する。X線の光子が通過する組織の違いによってエネルギーレベルが変化し検出器に記録されるので、このレベルの違いにより脂肪、水、カルシウムといった成分や、がん性の腫瘍などを判別して色をつけることができる。