リ-ジョングローイング法を応用した骨領域抽出によるX線CT骨3次元画像の改善

• Project/Area Number: 07771713
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 病態科学系歯学(含放射線系歯学)
• Research Institution: Tokyo Dental College
• Principal Investigator: 西川 慶一 東京歯科大学, 歯学部, 助手 (30180590)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1995: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: X線CT / 3次元画像 / リ-ジョングローイング法 / 骨折

Research Abstract

現在のX線CT骨3次元画像は、単一のCT値をしきい値とする2値化処理を行うことで骨領域を抽出しているため、2次元スライス画像情報を十分に表現しているとは言い難い。そこで本研究では、骨領域の抽出のリ-ジョンロ-イング法を応用することで、骨3次元画像の改善を試みた。
リ-ジョングローイング法による領域抽出精度は、同一領域として取り込むかどうかの判定、すなわち領域拡張条件で決定される。本研究では、この領域拡張条件のパラメータとしてCT値そのものに加えて、CT値の変化率をも利用した。また、骨が3次元的に連続していることに着目し、隣接するスライス画像間での連続性をも領域拡張条件として考慮した。
まず、以上の要件を満たす基本的プログラムをパーソナルコンピュータ上で開発した。そして、最適な領域拡張条件を決定するために、被写体として空間周波数ファントムを用い、その3次元画像上での各周波数部分の描出能を定量的に評価した。すなわち、このファントムのマルチスライス像に対して種々の領域拡張条件下でファントム領域の抽出を行い、それを基に構築した3次元画像のCTFおよび各周波数部分の半値幅を比較した。
その結果、CTFについては領域拡張条件の影響が小さかったものの、半値幅に関しては、領域拡張条件を緩和すると目的領域外部への溢れだしによって高周波部の分離性が悪くなり、逆に厳しくすると抽出不足によって全体が実体よりも細く描出された。しかしながら、条件を適当に加減することで、比較的高精度な画像が得られた。
次に、骨折線を人工的に付与した乾燥頭蓋骨を被写体として、得られた最適領域拡張条件下で3次元画像を構築し、骨折線の視認性について評価した。その結果、薄い骨に存在する骨折線がスライス面と斜行するような場合、その周囲に溢れだしが生じて骨折線が不明瞭になった。この原因については、現在検討中である。