X線CT―産業・理工学でのトモグラフィー実践活用― 

書籍情報
ISBN978-4-320-08222-9
判型B5　
ページ数462ページ
発行年月2019年02月
本体価格6,400円
X線CT 書影
X線CT

X線CTに関する専門書・テキストはこれまで多くが出版されているが，医学用途を対象としたものがほとんどであった。近年では，X線CTを工業用ないしは研究用に利用する機会が増えてきている。例えば，自動車部品や電子基板、リチウムイオンなどの新型電池から身の回りの工業製品や素材，さらには食品や考古学遺物に至るまで，金属や複合材料，無機・有機物質からなる様々な材料，製品，部品の内部可視化により，その形状・サイズ，製造欠陥，各種特性などの評価が行われている。また，シンクロトロン放射光施設では，X線CTを用いた先端科学研究が行われている。しかしながら，これに必要な素養，知識，学術は，これまでの大学・大学院の理工学教育ではカバーされていない。そこで，それらを網羅し，合わせて応用例や利用法なども盛り込んだ体系的な専門書の登場を期待する声がエンジニア・研究者等から根強い。本書は，産業界および学術界で様々な研究，開発，設計，品質保証に携わるエンジニア，研究者および学生に向けて書かれたものである。基礎から応用まで，物理から工学まで，ソフトからハードまでをカバーするX線CTのバイブルと言える。

目次

第1章　歴史と現状
1.1　医療用X線トモグラフィーの歴史
　　1.1.1　黎明期
　　1.1.2　1970年代以降の状況
1.2　医療用以外のX線トモグラフィーの歴史と現状
　　1.2.1　シンクロトロン放射光を用いたX線マイクロトモグラフィー
　　1.2.2　産業用X線CTスキャナーを用いたX線トモグラフィー
　　1.2.3　要素技術の発展

第2章　X線イメージングの基礎
2.1　吸収コントラスト
　　2.1.1　吸収係数とコントラスト
　　2.1.2　様々なX線の吸収過程
2.2　位相コントラスト
　　2.2.1　X線の屈折
　　2.2.2　X線の位相シフト

第3章　3D画像再構成
3.1　投影データ
　　3.1.1　基本的な計測方式
　　3.1.2　投影データ
3.2　画像再構成の基礎
　　3.2.1　ラドン変換とラドン空間
　　3.2.2　投影定理
3.3　画像再構成法
　　3.3.1　代数的再構成法
　　3.3.2　フィルター補正逆投影法
　　3.3.3　畳み込み逆投影法
　　3.3.4　コーンビーム再構成法
　　3.3.5　特殊な画像再構成
3.4　画像再構成の実際

第4章　ハードウェア
4.1　X線源
　　4.1.1　X線の発生
　　4.1.2　X線管球
　　4.1.3　小型電子加速器
　　4.1.4　放射性同位体
　　4.1.5　シンクロトロン放射光
4.2　フィルター
4.3　位置決めステージ
　　4.3.1　試料回転ステージ
　　4.3.2　その他の位置決めステージ
4.4　検出器
　　4.4.1　検出器の特性評価
　　4.4.2　各種検出器
　　4.4.3　シンチレーター
　　4.4.4　カメラとシンチレーターとのカップリング
　　4.4.5　フォトンカウンティング計測
4.5　その場観察用デバイス
　　4.5.1　変形・破壊挙動のin-situ観察
　　4.5.2　生体のin-vivo観察

第5章　応用イメージング技法
5.1　結像型X線トモグラフィー
　　5.1.1　フレネルゾーンプレートを用いた結像光学系
　　5.1.2　ミラーを用いた結像光学系
　　5.1.3　複合屈折レンズ
　　5.1.4　多層膜ラウエレンズ
5.2　位相コントラストトモグラフィー
　　5.2.1　X線の伝播に基づく方法
　　5.2.2　ツェルニケ位相差顕微鏡
　　5.2.3　干渉計を利用した方法
　　5.2.4　X線ホログラフィー
5.3　高速トモグラフィー
　　5.3.1　シンクロトロン放射光施設
　　5.3.2　産業用X線CTスキャナー
　　5.3.3　X線源以外の技術要素
5.4　元素濃度のトモグラフィー
　　5.4.1　吸収端差分イメージング
　　5.4.2　XANESトモグラフィー
　　5.4.3　蛍光X線トモグラフィー
5.5　多結晶トモグラフィー
　　5.5.1　液体金属修飾法
　　5.5.2　回折コントラストトモグラフィー
　　5.5.3　3D - XRD
　　5.5.4　X線回折援用結晶粒界追跡(DAGT)
5.6　その他のトモグラフィー

第6章　X線CTスキャナーと応用例
6.1　汎用産業用X線CTスキャナー
6.2　高エネルギー産業用X線CTスキャナー
6.3　高分解能産業用X線CTスキャナー
6.4　高機能産業用X線CTスキャナー
6.5　インライン検査用装置
6.6　シンクロトロン放射光を用いたX線トモグラフィー
　　6.6.1　投影型X線トモグラフィー
　　6.6.2　結像型X線トモグラフィー
　　6.6.3　位相コントラストトモグラフィー
　　6.6.4　高速トモグラフィー
　　6.6.5　元素濃度のトモグラフィー
　　6.6.6　多結晶組織のトモグラフィー
6.7　装置・条件の選定
　　6.7.1　装置選定
　　6.7.2　3Dイメージングの実際
　　6.7.3　試料サイズとX 線エネルギーの選定

第7章　3D画像の基礎
7.1　3D画像の構造
7.2　3D画像の吟味
7.3　ノイズ
　　7.3.1　標準偏差
　　7.3.2　ノイズパワースペクトル
7.4　コントラスト
　　7.4.1　基本的考え方
　　7.4.2　定量評価
7.5　空間分解能
　　7.5.1　基礎的事項
　　7.5.2　空間分解能の評価
　　7.5.3　空間分解能の計測
7.6　アーティファクト
　　7.6.1　X線と物体の相互作用によるアーティファクト
　　7.6.2　装置に起因するアーティファクト
　　7.6.3　撮像条件に起因するアーティファクト
　　7.6.4　再構成に起因するアーティファクト

第8章　3D画像処理と3D画像解析
8.1　フィルタリング
　　8.1.1　平滑化フィルター
　　8.1.2　エッジ検出・強調フィルター
　　8.1.3　周波数フィルター
8.2　セグメンテーション
　　8.2.1　閾値を用いた単純なセグメンテーション
　　8.2.2　エッジ検出フィルターの利用
　　8.2.3　領域成長法
　　8.2.4　ウォーターシェッド法
　　8.2.5　機械学習を利用したセグメンテーション
8.3　各種画像処理
　　8.3.1　膨張・縮退処理
　　8.3.2　膨張・縮退処理画像の差分
　　8.3.3　細線化処理
　　8.3.4　空間分割
8.4　3D描画
　　8.4.1　仮想断面表示
　　8.4.2　サーフェスレンダリング
　　8.4.3　ボリュームレンダリング
8.5　幾何学的定量解析
8.6　3Dイメージベースシミュレーション
8.7　3D表現
8.8　効果的なプレゼンテーション

第9章　4D画像解析
9.1　位置合わせ
　　9.1.1　アフィン変換
　　9.1.2　各種位置合わせ手法
9.2　粒子追跡
　　9.2.1　2フレーム間の粒子追跡
　　9.2.2　階層的追跡法
　　9.2.3　3D歪みマッピング
　　9.2.4　局所破壊抵抗マッピング
9.3　リバース4D材料エンジニアリング

第10章　寸法・形状計測
10.1　装置技術
10.2　計測精度
　　10.2.1　標準化
　　10.2.2　計測精度の不確かさ
10.3　リバースエンジニアリング

索　引