感染リスク回避と高画質を目的とした多重X線回転パノラマ断層撮影法の開発
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22K10133
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
新井 嘉則 日本大学, 歯学部, 教授 (20212607)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
雨宮 俊彦 日本大学, 歯学部, 助教 (60783058)
出澤 幸 日本大学, 歯学部, 助教 (10782980)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | パノラマX線断層撮影 / 二重撮影 / トモシンセス / パンデミック / 障害陰影 / パノラマ断層撮影法 / トモシンセサイズ |
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| Outline of Research at the Start |
パノラマは近年の画像処理の発達により画質が向上してきているが、頸椎や硬口蓋などの障害陰影といった根本的な画質劣化の問題点があり、診断能は口内法に及ばなかった。
本研究では、パノラマ撮影法を発展させた多重X線回転パノラマ合成法（以下多重パノラマ）を開発して、前述の障害陰影を低減させることで画質を向上させることを研究目的とした。これによって、口内法と同等の診断能を有する画像診断が感染リスクの少ないパノラマで実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
COVID-19のパンデミック下において、感染リスクが危惧された。そこで、口外法のX線回転パノラマ断層撮影法（以下；ＯＰ）が推奨された。しかし、頸椎などの障害陰影といった根本的な画質劣化の問題点があり、診断能は口内法に及ばなかった。本研究では、ＯＰ撮影法を発展させた多重X線回転ＯＰ合成法（以下、多重ＯＰ）を開発して、前述の障害陰影を低減させることで画質を向上させることを研究目的とした。これによって、口内法と同等の診断能を有する画像診断が感染リスクの少ないＯＰでの実現を目指す。 本年度は臨床研究に向けて、最適な移動距離の検索、トモシンセスによる頸椎の描写および前歯部の傾斜の影響とその補正の効果について実証した。これらの成果は日本歯科放射線学会第63回学術大会第19回定例総会で報告した。さらに、JOSに論文発表をした。
材料および方法；ＯＰ撮影装置はべラビューX800(モリタ製作所 京都)を使用した。撮影用ファントムは，前歯に相当する位置にアルミブロック，頸椎に相当する位置にヒト頸椎を配置した直径17 cmの円柱状水槽を使用した。X線管の高さを標準高さ０mmで撮影を行った。この画像をOP（０mm）とした。さらに，標準よりh mm( h; ５, 10, 15, 20, 25)上昇させて撮影を行った。この画像をＯＰ（h mm）とした。OP（０mm）とＯＰ（h mm）2つの画像を最小二乗法で合成し合成画像ＯＰ（０＋h mm）を得た。各合成画像の頸椎の障害陰影の濃度変化を求めた。さらにボールファントムを使用して、合成画像のひずみと高さｈとの関係を求めた。
結果および考察；h = 10mmまでは、急激に頸椎の障害陰影の濃度が均一化し、その後は緩やかに均一化した。また、15mmを超えると合成画像のひずみが急激に大きくなった。以上から、臨床応用において、高さは10 mmが最適と考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
臨床研究を実施する前の準備を本年度は実施した。臨床研究で使用を予定しているＯＰ撮影装置はべラビューX800(モリタ製作所 京都)を使用して、最適な撮影条件を求めた。具体的には、合成画像を得るために、Ｘ線管を上昇して撮影をする。しかし、最適な上昇量ｈは不明であった。そこで、上昇量ｈと頸椎の障害陰影の濃度の関係を明らかにした。また、上昇させることで、画像のひずみが発生することが予想された。そこで、上昇量ｈとひずみの量との関係を求めた。その結果、上昇量ｈは0㎜、5㎜、10㎜まで大きく改善したが、それ以上上昇量を増加しても、改善はほとんど得られなかった。また、15㎜超えるとひずみが急激に大きくなることが明らかにとなった。これらの結果から、上昇量hは10 mmが最適であるとの結論を得た。統計学的にも有意差があった。
これらの結論を得て、臨床研究のために日本大学歯学部歯科病院の倫理委員会に実験計画書の申請を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度は日本大学歯学部歯科病院の倫理委員会の許可を得て、臨床研究を実施する。許可は令和6年4月に得られるように申請を令和５年の1月に行った。日本大学歯学部歯科病院を受診した患者さんに対して、十分なインフォームドコンセントを実施して、ご承諾を得られたボランティアに対して、実施する。実施数は10症例程度を予定している。
使用するOP撮影装置はX800（モリタ 京都）を使用する。本装置はCMOS方式のデジタルパノラマ断層撮影装置は毎秒１００フレームのスリット画像が収集される。この連続収集されたスリット画像をコンピュータ上でシフトしながら加算することで，障害陰影を発生させる頸椎の椎間の3次元的な位置を特定する。これによって、前歯部に椎間の障害陰影が重複し、かつ、診断の妨げになっている場合は、X線管を10㎜上昇させて、前歯部のみの撮影を行う。これによって、従来のＸ線口内撮影法よりも低被曝での撮影を実現する。最初に撮影した画像とＸ線管を上昇させて撮影した画像を最小二乗法で合成する。さらに、前歯部に発生する頸椎の椎間によって発生した障害陰影のコントラストが低下するかを統計学的に検証する。また、主観的な評価も実施する。これらの成果は日本歯科放射線学会第５回秋季学術大会で発表を予定している。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
