การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบเอกซเรย์ (X-ray computed tomography)ทำงานโดยใช้เครื่องกำเนิดเอกซเรย์ที่หมุนรอบวัตถุ โดยมีตัวตรวจจับเอกซเรย์วางอยู่ด้านตรงข้ามของวงกลมจากแหล่งกำเนิดเอกซเรย์

การแสดงผลข้อมูลดิบด้วยภาพเรียกว่าไซโนแกรม (sinogram)แต่ภาพเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอสำหรับการตีความ เมื่อได้ข้อมูลการสแกนแล้ว ข้อมูลจะต้องได้รับการประมวลผลโดยใช้การสร้างภาพตัดขวางแบบโทโมกราฟิก (tomographic reconstruction ) ซึ่งจะสร้างภาพตัดขวางหลายภาพ ในทางคณิตศาสตร์ ข้อมูลดิบที่ได้จากเครื่องสแกนประกอบด้วย "การฉายภาพ" หลายภาพของวัตถุที่กำลังสแกน การฉายภาพเหล่านี้คือการแปลงเรดอน (Radon transformation)ของโครงสร้างของวัตถุ การสร้างภาพขึ้นใหม่โดยพื้นฐานแล้วเกี่ยวข้องกับการแก้สมการผกผันของการแปลงเรดอน

ในเครื่อง CT แบบดั้งเดิมหลอดเอ็กซ์เรย์และตัวตรวจจับจะหมุนอยู่ด้านหลังแผ่นปิดทรงกลม (ดูภาพด้านบนขวา) ทางเลือกอื่นที่ใช้กันไม่นานนัก เรียกว่าการถ่ายภาพด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBT) ใช้การเบี่ยงเบนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของลำแสงอิเล็กตรอนภายในหลอดเอ็กซ์เรย์ทรงกรวยขนาดใหญ่มาก และอาร์เรย์ของตัวตรวจจับแบบอยู่กับที่ เพื่อให้ได้ความละเอียดเชิงเวลาสูงมาก สำหรับการถ่ายภาพโครงสร้างที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว เช่นหลอดเลือดหัวใจระบบที่มีแถวของตัวตรวจจับจำนวนมาก จนทำให้ การครอบคลุมตามแกน zเทียบเท่ากับ การครอบคลุมตามแกน xyมักเรียกว่าCT แบบลำแสงกรวยเนื่องจากรูปร่างของลำแสงเอ็กซ์เรย์ (โดยเคร่งครัดแล้ว ลำแสงมีรูปร่างเป็นพีระมิด ไม่ใช่ทรงกรวย) CT แบบลำแสงกรวยพบได้ทั่วไปในอุปกรณ์ฟลูออโรสโค ปีทางการแพทย์ โดยการหมุนเครื่องฟลูออโรสโคปไปรอบตัวผู้ป่วย จะได้รูปทรงเรขาคณิตที่คล้ายกับ CT และโดยการประมวลผลตัวตรวจจับรังสีเอกซ์ 2 มิติในลักษณะที่คล้ายกับตัวตรวจจับ CT ที่มีจำนวนแถวมาก จะสามารถสร้างปริมาตร 3 มิติขึ้นใหม่ได้จากการหมุนเพียงครั้งเดียวโดยใช้ซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม

สารทึบรังสีที่ใช้สำหรับเอกซเรย์ CT รวมถึงเอกซเรย์ฟิล์มธรรมดาเรียกว่า สารทึบ รังสีสารทึบรังสีสำหรับเอกซเรย์ CT โดยทั่วไปมีส่วนประกอบของไอโอดีน^{[ 2 ]}ซึ่งมีประโยชน์ในการเน้นโครงสร้างต่างๆ เช่น หลอดเลือด ที่ยากต่อการแยกแยะออกจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ การใช้สารทึบรังสียังช่วยให้ได้ข้อมูลเชิงฟังก์ชันเกี่ยวกับเนื้อเยื่อได้อีกด้วย บ่อยครั้งที่มีการถ่ายภาพทั้งแบบมีและไม่มีสารทึบรังสี

ในส่วนนี้ จะอธิบายโครงสร้างและการเคลื่อนที่ของระบบแสงแบบลำแสงขนานที่กำหนดค่าเพื่อให้ได้ p(s,θ) ตามสมการที่ 5 ข้างต้น นอกจากนี้ จะอธิบายวิธีการหา p(s,θ) ตามสมการที่ 5 โดยใช้ระบบแสงแบบลำแสงขนาน โครงสร้างและการเคลื่อนที่ของระบบแสงแบบลำแสงขนาน ดูได้จากรูปที่ 3

หมายเลข (1)–(7) ที่แสดงในรูปที่ 3 (ดูหมายเลขภายในวงเล็บ) แสดงถึงสิ่งต่อไปนี้ตามลำดับ: (1) = วัตถุ; (2) = แหล่งกำเนิดแสงลำแสงขนาน; (3) = หน้าจอ; (4) = ลำแสงส่งผ่าน; (5) = วงกลมอ้างอิง (คุณลักษณะอ้างอิง); (6) = จุดกำเนิด (คุณลักษณะอ้างอิง); และ (7) = ภาพฟลูออโรสโคปิก (ภาพหนึ่งมิติ; p (s, θ))

เพื่ออธิบายความสัมพันธ์เชิงตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของคุณลักษณะ (0)–(7) ในรูป จึงมีการสมมติระบบพิกัดอ้างอิงสองระบบ คือxyและts ระบบพิกัด xyและtsมีจุดกำเนิดร่วมกัน (6) และอยู่ในระนาบเดียวกัน กล่าวคือ ระนาบ xyและ ระนาบ tsเป็นระนาบเดียวกัน ต่อจากนี้ไป ระนาบเสมือนนี้จะเรียกว่า "ระนาบอ้างอิง" นอกจากนี้ ยังมีการกำหนดวงกลมเสมือนที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดกำเนิด (6) ดังกล่าวบนระนาบอ้างอิง (ต่อจากนี้ไปจะเรียกว่า "วงกลมอ้างอิง") ​​วงกลมอ้างอิง (5) นี้จะแสดงถึงวงโคจรของระบบแสงฉายรังสีลำแสงขนาน โดยธรรมชาติแล้ว จุดกำเนิด (6) วงกลมอ้างอิง (5) และระบบพิกัดอ้างอิงเป็นคุณลักษณะเสมือนที่สมมติขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ทางคณิตศาสตร์

μ(x,y) คือสัมประสิทธิ์การดูดกลืนของวัตถุ (3) ที่แต่ละ (x,y) และ p(s,θ) (7) คือชุดภาพฟลูออโรสโคปิก

ระบบออปติกการฉายรังสีลำแสงขนานเป็นส่วนประกอบสำคัญของเครื่องสแกน CT ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ลำแสงขนาน (2) และหน้าจอ (3) โดยจัดวางให้หันหน้าเข้าหากันขนานกับจุดกำเนิด (6) ตรงกลาง และทั้งสองสัมผัสกับวงกลมอ้างอิง (6)

คุณสมบัติทั้งสองนี้ ((2) และ (3)) สามารถหมุนทวนเข็มนาฬิกา^{[หมายเหตุ 1 ]}รอบจุดกำเนิด (6) พร้อมกับ ระบบพิกัด tsในขณะที่รักษาความสัมพันธ์เชิงตำแหน่งระหว่างกันและกับ ระบบพิกัด ts (ดังนั้น คุณสมบัติทั้งสองนี้ ((2) และ (3)) จึงอยู่ตรงข้ามกันเสมอ) ระนาบ tsถูกจัดวางเพื่อให้ทิศทางจาก แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ แบบขนาน (2) ไปยังหน้าจอ (3) ตรงกับทิศทางบวกของแกน t ในขณะที่แกน s ขนานกับคุณสมบัติทั้งสองนี้ ต่อจากนี้ไป มุมระหว่างแกน x และแกน s จะถูกระบุเป็น θ นั่นคือ ระบบออปติกการฉายรังสีลำแสงขนาน โดยที่มุมระหว่างวัตถุและลำแสงส่งผ่านเท่ากับ θ วงกลมข้อมูลนี้ (6) จะแสดงถึงวงโคจรของระบบออปติกการฉายรังสีลำแสงขนาน

ในทางกลับกัน วัตถุ (1) ที่จะถูกสแกนโดยเครื่องสแกน CT จะถูกตรึงไว้กับ ระบบพิกัด xyดังนั้น วัตถุ (1) จะไม่เคลื่อนที่ในขณะที่ระบบแสงฉายรังสีแบบลำแสงขนานหมุนรอบวัตถุ (1) วัตถุ (1) ต้องมีขนาดเล็กกว่าวงกลมอ้างอิง

ระยะทางที่โต๊ะเคลื่อนที่สำหรับการหมุน 360° ของเครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์เรียกว่าระยะเพิ่มขึ้นหรือระยะป้อนโต๊ะสำหรับโหมดการสแกนตามแนวแกน สำหรับโหมดการสแกนแบบเกลียว เรียกว่าความเร็วโต๊ะ^{[ 3 ]} การตั้งค่าระยะเพิ่มขึ้นที่น้อยกว่าความหนาของชิ้นส่วนจะทำให้เกิดการทับซ้อนกันระหว่างชิ้นส่วน ผลดีอย่างหนึ่งคือ การเปลี่ยนผ่านระหว่างภาพที่ราบรื่นขึ้นเมื่อเลื่อนดูชุดภาพ^{[ 4 ]}

ในระหว่างการเคลื่อนที่ดังกล่าว (ซึ่งหมุนรอบวัตถุ(1)) ของระบบออปติกการฉายรังสีลำแสงขนาน แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์แบบขนาน (2) จะปล่อยลำแสงส่งผ่าน (4) ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วเป็น "รังสีขนาน" ในความหมายทางเรขาคณิตเชิงแสง ทิศทางการเดินทางของแต่ละรังสีของลำแสงส่งผ่าน (4) จะขนานกับแกน t ลำแสงส่งผ่าน (4) ที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ (2) จะทะลุผ่านวัตถุและไปถึงหน้าจอ (3) หลังจากลดทอนลงเนื่องจากการดูดซับโดยวัตถุ

โดยทั่วไปแล้ว การส่งผ่านแสงสามารถสันนิษฐานได้ว่าเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์แบบ กล่าวคือ ลำแสงส่งผ่านโดยปราศจากการเลี้ยวเบน การกระจาย หรือการสะท้อน แม้ว่าจะถูกดูดซับโดยวัตถุและสันนิษฐานว่าการลดทอนเกิดขึ้นตามกฎของเบียร์-แลมเบิร์ตก็ตาม

ดังนั้น ภาพฟลูออโรสโคปิก (7) จะถูกบันทึกบนหน้าจอเป็นภาพหนึ่งมิติ (บันทึกภาพหนึ่งภาพสำหรับทุก θ ที่สอดคล้องกับค่า s ทั้งหมด) เมื่อมุมระหว่างวัตถุและลำแสงส่งผ่านคือ θ และถ้าความเข้มของลำแสงส่งผ่าน (4) ที่ไปถึงจุด "s" แต่ละจุดบนหน้าจอแสดงเป็น p(s, θ) จะแสดงภาพฟลูออโรสโคปิก (7) ที่สอดคล้องกับแต่ละ θ

เทคนิคการฉายภาพย้อนกลับแบบกรอง (Filtered Back Projection)เป็นหนึ่งในเทคนิคเชิงอัลกอริทึมที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดสำหรับปัญหานี้ มันเรียบง่ายในเชิงแนวคิด ปรับแต่งได้ และแน่นอน นอกจากนี้ ยังใช้ทรัพยากรการคำนวณน้อย โดยเครื่องสแกนสมัยใหม่ใช้เวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีต่อภาพ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่เทคนิคเดียวที่มีอยู่: เครื่องสแกน EMI รุ่นดั้งเดิมแก้ปัญหาการสร้างภาพโทโมกราฟิกโดยใช้พีชคณิตเชิงเส้นแต่แนวทางนี้มีข้อจำกัดเนื่องจากความซับซ้อนในการคำนวณสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ในขณะนั้น เมื่อไม่นานมานี้ ผู้ผลิตได้พัฒนา เทคนิค การหาค่าสูงสุดโดยใช้แบบจำลองทางกายภาพแบบวนซ้ำเทคนิคเหล่านี้มีข้อดีเพราะใช้แบบจำลองภายในของคุณสมบัติทางกายภาพของเครื่องสแกนและกฎทางกายภาพของการปฏิสัมพันธ์ของรังสีเอกซ์ วิธีการก่อนหน้านี้ เช่น การฉายภาพย้อนกลับแบบกรอง สมมติว่าเครื่องสแกนสมบูรณ์แบบและฟิสิกส์ที่ง่ายมาก ซึ่งนำไปสู่สิ่งผิดปกติจำนวนมาก เสียงรบกวนสูง และความละเอียดของภาพที่ลดลง เทคนิคแบบวนซ้ำช่วยให้ได้ภาพที่มีความละเอียดสูงขึ้น ลดสัญญาณรบกวนและลดสิ่งแปลกปลอม รวมถึงสามารถลดปริมาณรังสีได้อย่างมากในบางสถานการณ์^{[ 5 ]}ข้อเสียคือต้องใช้การคำนวณสูงมาก แต่ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และ เทคนิค การคำนวณประสิทธิภาพสูงเช่น การใช้ อัลกอริธึม GPU แบบขนานสูง หรือการใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะทาง เช่นFPGAหรือASICทำให้สามารถใช้งานได้จริงในปัจจุบัน

ในส่วนนี้ จะอธิบายหลักการพื้นฐานของโทโมกราฟี โดยเฉพาะกรณีที่ใช้โทโมกราฟีโดยใช้ระบบแสงแบบลำแสงขนาน

โทโมกราฟีเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ระบบแสงโทโมกราฟีเพื่อสร้าง "ภาพตัดขวาง" เสมือน (ภาพโทโมกราฟี) ของส่วนตัดขวางเฉพาะของวัตถุที่สแกน ทำให้ผู้ใช้สามารถมองเห็นภายในวัตถุได้โดยไม่ต้องตัด มีระบบแสงโทโมกราฟีหลายประเภท รวมถึงระบบแสงแบบลำแสงขนาน ระบบแสงแบบลำแสงขนานอาจเป็นตัวอย่างที่ง่ายและใช้งานได้จริงที่สุดของระบบแสงโทโมกราฟี ดังนั้นในบทความนี้ คำอธิบายเกี่ยวกับ "วิธีการสร้างภาพโทโมกราฟี" จะอ้างอิงจาก "ระบบแสงแบบลำแสงขนาน" ความละเอียดในโทโมกราฟีโดยทั่วไปจะอธิบายโดยเกณฑ์ของครอว์เธอร์

ภาพที่ 3 มีจุดประสงค์เพื่อแสดงแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และหลักการของการถ่ายภาพตัดขวาง ในภาพที่ 3 ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงที่พิกัดตัดขวาง (x, y) ของวัตถุถูกจำลองเป็น μ(x, y) การพิจารณาบนพื้นฐานของสมมติฐานข้างต้นอาจช่วยให้เข้าใจประเด็นต่อไปนี้ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนั้นในส่วนนี้ การอธิบายจึงเรียงลำดับดังนี้:

• (1) ผลลัพธ์ของการวัด กล่าวคือ ชุดภาพที่ได้จากแสงที่ส่งผ่านจะถูกแสดง (จำลอง) เป็นฟังก์ชัน p (s,θ) ที่ได้จากการแปลงเรดอนเป็น μ(x, y) และ
• (2)μ(x, y) จะถูกกู้คืนโดยการทำการแปลงเรดอนผกผันกับผลการวัด

พิจารณาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนของวัตถุ ณ แต่ละจุดแสดงด้วยฟังก์ชันและสมมติว่าลำแสงส่งผ่านทะลุไปได้โดยไม่มีการเลี้ยวเบน การกระจาย หรือการสะท้อน และสมมติว่าลำแสงถูกดูดกลืนโดยวัตถุและการลดทอนเกิดขึ้นตามกฎของเบียร์-แลมเบิร์ตสิ่งที่เราต้องการทราบคือค่าของฟังก์ชัน และสิ่งที่เราสามารถวัดได้คือค่าของฟังก์ชัน ${\displaystyle (x,y)}$${\displaystyle \mu (x,y)}$${\displaystyle \mu }$${\displaystyle p(s,\theta )}$

เมื่อการลดทอนเป็นไปตามกฎของ Beer-Lambertความสัมพันธ์ระหว่างและจะกำหนดโดยสมการ ( 1 ) และการดูดกลืนตามเส้นทางลำแสงจะกำหนดโดยสมการ ( 2 ) ในที่นี้คือความเข้มของลำแสงก่อนการส่งผ่าน ในขณะที่คือความเข้มของลำแสงหลังการส่งผ่าน ${\displaystyle {I}_{0}}$${\displaystyle I}$${\displaystyle p_{l}}$${\displaystyle l(t)}$${\displaystyle {I}_{0}}$${\displaystyle I}$

ในที่นี้ ทิศทางจากแหล่งกำเนิดแสงไปยังหน้าจอถูกกำหนดให้เป็นทิศทาง และทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางและขนานกับหน้าจอถูกกำหนดให้เป็นทิศทาง (ระบบพิกัดทั้งสองถูกเลือกให้เป็นภาพสะท้อนซึ่งกันและกันโดยไม่มีการแปลงแบบสะท้อนเงา) ${\displaystyle t}$${\displaystyle t}$${\displaystyle s}$${\displaystyle (t,s)}$${\displaystyle (x,y)}$

โดยการใช้ระบบแสงฉายรังสีแบบลำแสงขนาน เราสามารถทดลองหาชุดภาพฟลูออโรสโคปิก (ซึ่งเป็นภาพหนึ่งมิติของหน้าตัดเฉพาะของวัตถุที่สแกน) สำหรับแต่ละมุมระหว่างวัตถุและลำแสงที่ส่งผ่าน ในรูปที่ 3 ระนาบจะหมุนทวนเข็มนาฬิกา ^{[หมายเหตุ 1 ]}รอบจุดกำเนิดในระนาบในลักษณะที่ "รักษาความสัมพันธ์เชิงตำแหน่งร่วมกันระหว่างแหล่งกำเนิดแสง (2) และหน้าจอ (7) ที่ผ่านวิถี (5)" มุมการหมุนในกรณีนี้จะเหมือนกับ θ ที่กล่าวถึงข้างต้น ${\displaystyle p_{\theta }(s)}$${\displaystyle \theta }$${\displaystyle (x,y)}$

ลำแสงที่มีมุมคือชุดของเส้นซึ่งแสดงด้วยสมการ ( 3 ) ด้านล่าง ${\displaystyle \theta }$${\displaystyle {l}_{\theta ,s}(t)}$

ฟังก์ชันถูกกำหนดโดยสมการ ( 4 ) ซึ่งเท่ากับอินทิกรัลเส้นของμ(x,y) ตาม(สมการ 3) ในลักษณะเดียวกับ (สมการ 2) ซึ่งหมายความว่าตาม (สมการ 5) เป็นผลลัพธ์ของการแปลง Radonของ μ(x,y) ${\displaystyle p_{\theta }(s)}$${\displaystyle p_{\theta }(s)}$${\displaystyle {l}_{[\theta ,s]}(t)}$${\displaystyle p(s,\theta )}$

สามารถกำหนดฟังก์ชันต่อไปนี้ของตัวแปรสองตัวได้ ( 5 ) ในบทความนี้คือการรวบรวมภาพฟลูออโรสโคปิก ${\displaystyle p(s,\theta )}$

"สิ่งที่เราต้องการทราบ (μ(x,y))" สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้จาก "สิ่งที่เราวัดได้ (p(s,θ))" โดยใช้การแปลงเรดอนผกผันในคำอธิบายข้างต้น "สิ่งที่เราวัดได้" คือ p(s,θ) ในขณะที่ "สิ่งที่เราต้องการทราบ" คือ μ(x,y) ดังนั้น ต่อไปจะเป็น "วิธีการสร้าง μ(x,y) ขึ้นใหม่จาก p(s,θ)"

การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบเกลียวหรือการถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบเฮลิคอลเป็น เทคโนโลยี การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) ที่แหล่งกำเนิดรังสีและตัวตรวจจับเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางเกลียวสัมพันธ์กับวัตถุ การใช้งานทั่วไปเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของเตียงผู้ป่วยผ่านช่องของเครื่องสแกนในขณะที่โครงหมุน การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบเกลียวสามารถให้ความละเอียดของภาพที่ดีขึ้นสำหรับปริมาณรังสีที่กำหนด เมื่อเทียบกับการถ่ายภาพทีละส่วน โรงพยาบาลสมัยใหม่ส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้เครื่องสแกนเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบเกลียว

Willi Kalenderได้รับเครดิตว่าเป็นผู้คิดค้นเทคนิคนี้ และใช้คำว่า spiral CT ^{[ 6 ]} Kalender โต้แย้งว่าคำว่า spiral และ helical มีความหมายเหมือนกันและยอมรับได้เท่าเทียมกัน^{[ 7 ]}

มีสิ่งแปลกปลอมของภาพประเภทหนึ่งที่เฉพาะเจาะจงกับการได้มาซึ่งภาพแบบเกลียว^{[ 8 ]}

นับตั้งแต่การคิดค้นเครื่อง CT แบบสแกนเกลียวโดยคาเลนเดอร์ในทศวรรษ 1980 จำนวนแถวของตัวตรวจจับ (ชิ้นส่วน) ที่ใช้ก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เครื่องสแกนแบบหลายชิ้นส่วน 16 แถวต้นแบบเปิดตัวในปี 2001 และในปี 2004 เครื่องสแกนแบบหลายชิ้นส่วน 64 แถวก็วางจำหน่ายในตลาด เครื่องเหล่านี้สามารถสร้างภาพได้ในเวลาน้อยกว่าหนึ่งวินาที จึงสามารถได้ภาพของหัวใจและหลอดเลือด ( หลอดเลือด หัวใจ ) ราวกับหยุดเวลาไว้ได้

เพื่อให้สามารถส่องสว่างแถวตรวจจับหลายแถวในเครื่องสแกนแบบหลายชั้นได้ แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์จะต้องปล่อยลำแสงที่กระจายออกไปตามทิศทางแกน (กล่าวคือ ลำแสงรูปกรวยแทนที่จะเป็นลำแสงรูปพัด)

วิถีลำแสง CT แบบเกลียวมีลักษณะเฉพาะด้วยระยะห่าง (pitch) ซึ่งเท่ากับระยะการเลื่อนโต๊ะตามช่วงการสแกนในการหมุนแกนหนึ่งรอบหารด้วยค่าการจำกัดลำแสงของส่วน^{[ 9 ]}เมื่อระยะห่างมากกว่า 1 ปริมาณรังสีสำหรับขอบเขตการมองเห็น ตามแนวแกน (FOV) ที่กำหนดจะลดลงเมื่อเทียบกับ CT แบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม ที่ระยะห่างสูงจะมีข้อแลกเปลี่ยนในแง่ของสัญญาณรบกวนและความละเอียดตามแนวยาว^{[ 10 ]}

ในการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบลำแสงกรวย (โดยทั่วไปย่อว่าCBCT ) ลำแสงเอกซเรย์จะมีลักษณะเป็นกรวย^{[ 11 ]}

การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบลำแสงกรวยเกลียว (หรือแบบเกลียว) เป็นการ ถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สามมิติ (CT) ชนิดหนึ่งซึ่งแหล่งกำเนิดรังสี (โดยปกติคือรังสีเอกซเรย์ ) จะเคลื่อนที่ใน แนว เกลียวสัมพันธ์กับวัตถุ ในขณะที่อาร์เรย์ของตัวตรวจจับแบบสองมิติจะวัดรังสีที่ส่งผ่านบนส่วนหนึ่งของลำแสงรูปกรวยที่แผ่ออกมาจากแหล่งกำเนิด

ในเครื่องเอกซเรย์ซีทีแบบลำแสงกรวยเกลียวที่ใช้งานจริง แหล่งกำเนิดรังสีและชุดตรวจจับจะติดตั้งอยู่บนโครงหมุน ในขณะที่ผู้ป่วยเคลื่อนที่ไปตามแนวแกนด้วยอัตราคงที่ เครื่องสแกนเอกซเรย์ซีทีรุ่นก่อนๆ จะถ่ายภาพทีละส่วนโดยการหมุนแหล่งกำเนิดรังสีและชุดตรวจจับแบบหนึ่งมิติ ในขณะที่ผู้ป่วยอยู่กับที่ วิธีการสแกนแบบเกลียวช่วยลดปริมาณรังสีเอกซเรย์ที่ผู้ป่วยได้รับเพื่อให้ได้ความละเอียดที่กำหนด ในขณะที่สแกนได้เร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม วิธีนี้แลกมาด้วยความซับซ้อนทางคณิตศาสตร์ที่มากขึ้นในการสร้างภาพขึ้นใหม่จากค่าที่วัดได้

เซนเซอร์รุ่นแรกสุดคือเซนเซอร์แบบสั่นไหว (scintillation detector ) โดยใช้ หลอด โฟโตมัลติพลายเออร์ที่ถูกกระตุ้นด้วย ผลึก ซีเซียมไอโอไดด์ (โดยทั่วไป) ในช่วงทศวรรษ 1980 ซีเซียมไอโอไดด์ถูกแทนที่ด้วยห้องไอออน ที่มีก๊าซ ซีนอนความดันสูงต่อมา ระบบเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยระบบสั่นไหวแบบสั่นไหวที่ใช้โฟโตไดโอดแทนโฟโตมัลติพลายเออร์ และวัสดุสั่นไหวแบบสั่นไหวสมัยใหม่ (เช่นการ์เนตธาตุหายาก หรือเซรามิกออกไซด์ธาตุหายาก) ที่มีคุณสมบัติที่พึงประสงค์มากกว่า

เครื่องรุ่นแรกๆ จะหมุนแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์และตัวตรวจจับรอบวัตถุที่อยู่นิ่ง หลังจากหมุนครบหนึ่งรอบแล้ว วัตถุจะถูกเลื่อนไปตามแกนของมัน และเริ่มการหมุนรอบต่อไป เครื่องรุ่นใหม่กว่านั้นอนุญาตให้หมุนได้อย่างต่อเนื่อง โดยวัตถุที่จะถ่ายภาพจะค่อยๆ เลื่อนผ่านวงแหวนรังสีเอกซ์อย่างราบรื่น เครื่องเหล่านี้เรียกว่า เครื่อง CT แบบเกลียวหรือแบบวนการพัฒนาต่อมาของเครื่อง CT แบบเกลียวคือเครื่อง CT แบบหลายชิ้น (หรือแบบหลายตัวตรวจจับ) แทนที่จะใช้ตัวตรวจจับแถวเดียว ก็ใช้ตัวตรวจจับหลายแถว ทำให้สามารถบันทึกภาพตัดขวางหลายภาพพร้อมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• หลักการของการถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์