SPECT画像の定量解析を可能とする散乱線除去法の開発に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03454285
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 久保 敦司 慶應義塾大学, 医学部, 助教授 (90051771)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾川 浩一 法政大学, 工学部, 助教授 (00158817) ; 中島 真人 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (20051766) ; 塚谷 泰司 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (60197647) ; 中村 佳代子 慶應義塾大学, 医学部, 専任講師 (20124480)
• Keywords: エミッションCT / 散乱線補正 / エネルギ-ウィンドウ

Research Abstract

本研究では、SPECT画像に混入する散乱線の除去を行う方法を確立することを目的としている。具体的には、ガンマカメラでデ-タを収集する際に、デ-タ収集領域を1cm×1cmに分割し、この局所領域毎に3つのエネルギ-ウィンドウを用い、実時間で散乱線の除去を行うというものである。本年度は、この方法の有効性を基礎的なシミュレ-ションと実験から明らかにした。
まず、シミュレ-ションによる散乱成分の正確な推定に関しては、モンテカルロ法を用いて様々なファントム形状(円柱型 半径8、10、12.5、15cm)、線源の集積状態(線線源および円柱線源(半径1,3,5cm)について2種類の位置)、核種(Tlー201,Tcー99m,Iー123)に関して行うことで、現在想定できる散乱パタ-ンをほぼ網羅したと考えている。実際の臨床をモデルとしたシミュレ-ションについては、発生させる光子の数を500万、1000万、5000万、1億、2億個と変化させることで、臨床で用いるカウントレベルを再現し、提案するアルゴリズムの有効性に関して十分に評価することができたと考えている。提案する散乱線除去の有効性に関する検討に関しては、簡単なモデルならびに臨床系を模擬したモデルに対して調査した。この検討では、メインウィンドウの大きさ、並びにサブウィンドウの大きさを変化させることで、散乱線除去の程度を評価することができた。また、サブウィンドウの位置に関しては、実際のガンマカメラシステムでは、サブウィンドウをメインウィンドウに重ねることができないという問題が生じたため、サブウィンドウの位置をメインウィンドウの両わきに設定することで、この問題を回避した。また、このような状況のもとでのシミュレ-ションを実施したが、ほとんどその補正効果が最初に提案していた方法と変わらないことが明かとなった。

Research Products

• [Publications] K.Ogawa: "A practical method for positionーdependent Compton scatter correction in single photon emission Ct" IEEE Trans.on Medical Imaging. 10(3). 408-412 (1991)
• [Publications] 尾川 浩一: "SPECTにおける散乱線の除去" Medical Imaging Technology. 8(5). 520-525 (1991)
• [Publications] 芝山 正: "SPECTにおける散乱線除去法に関する比較" 第22回画像工学コンファレンス論文集. 321-324 (1991)
• [Publications] K.Ogawa: "A Monte Carlo estimation of scatter component in simultaneous data acquisition" The Journal of Nuclear Medicine. 32(5). 1059 (1991)
• [Publications] T.Ichihara: "Development of positionーdependent energy spectrum acquisition and a position dependent Compton scatter correction system in SPECT." The Journal of Nuclear Medicine. 32(5). 1068-1069 (1991)
• [Publications] K.Ogawa: "A General porpose scatterーcorrection method in radionuclide imaging" Medical & Biomedical Engineering & Computing. 29(1). 416 (1991)