2015 Fiscal Year Research-status Report
逐次近似的再構成法によるX線CT画像の三次元的画質実態解明
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15K09883
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
森 一生 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 大学院非常勤講師 (90375171)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
町田 好男 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30507083)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | エックス線・CT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は次の通りである： X線CTにおいて、新たな画像再構成法として逐次近似的再構成法の採用が大きなトレンドである。低被曝線量で高画質を達成するとされており、大量の肯定的評価報告がある。しかし、逐次近似的再構成法の画像は非線形性が強く、通例の画質測定では臨床実態と異なる結果しか得られない。この点において、近年はタスクベースド評価という考え方で臨床実態に近い条件での物理評価が台頭している。しかし我々はこのタスクベースドの考え方にも大きな誤りがあり、過大評価を生むと考えている。逐次近似的再構成にはそれ自身の問題点もあることを考えると、誤解のままに移行が進んでいるのであり、是正が必要である。本研究では、脱タスクベースドの考え方で非線形CT画像の画質の定量的評価法を確立し、多種の逐次近似的再構成法のエフィカシーについて確定的結論を得る。
上記目的に鑑み、計画の最初の課題は、雑音指標としてNPS（Noise Power Spectrum）、解像力指標としては超低CNR（Contrast-to-Noise Ratio）におけるMTF（Modulation Transfer Function）およびSSP（Slice Sensitivity Profile）、これらの正確な計測法の確立である。これらについては初年度で概ね達成しつつある。それぞれについて、これまでの成果は別表のように原著論文3件、総説等3件、学会発表6件、講演3件という形で公表されており、今後もいくつかの学会発表と論文化を予定している。
二年度以降においてこれら成果を発表するとともに、これらを元に、三次元的に統合された画質指標の定量化と、多様な逐次近似的再構成法についての実測を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は逐次近似的再構成法の画像の画質を三次元的に統合した形で定量化するための道具立てを完備するのが目標であった。これは概ね目標に近い達成度である。すなわち、
1. 超低CNRでのMTF計測手法の再確認と選択。テスト被写体としては点（PSF）、線（LSF）、直線エッジ、円形エッジのどれが適切であるか。この結論として従来は不適とされていた点（PSF）が最善と判断した。そして改良型手法で前人未踏の性能を得た。なお、他の研究者達は円形エッジを用いているが、これは超低CNRにおいて信頼できない（おそらく最悪）と結論した。予定以上と云える。
2. 超低CNRでのSSP計測法の精度とロバスト性の確認。これにはやや遅れがある。CTの機種により充分な結果を得たり得なかったりで、ロバスト性に不安があった。テスト被写体の改良をしたので、最後の確認中である。
3. NPS計測法の理論と手法改善。二次元面内のNPSと合わせ体軸方向も同時に正確に測定出来る三次元フーリエ変換法を予定通り確立した。実機特有のアーチファクトによる影響を回避する手法を得る事も目標であったが、多くの場合差分で足りることを確認した。予定通りである。
4. 二次元アキシャル面のNPSとMTF、およびSSPとz方向NPS、これら4者の総合による定量的画質指標を開発し、一部の逐次近似的再構成法に適用してコンベンショナル画像再構成法に対する本質的利益の有無について具体的に云えるのか見ることが、本年度のゴールであった。しかし上記1,2,3の研究に時間を要し、本件は理論検討までは済ませたものの、実機データを得るまでに至っていない。すなわち遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、初年度の研究成果である超低CNRでのMTFとSSPの測定法に関する論文化を行うことが必要である。学会発表は既に行っているが、国内外の研究者達に知らしめて参考にしてもらうためには論文でなければ役に立たないからである。論文化に手を取られて全体の進捗は一時期スローダウンするかも知れないがやむを得ない。
そして、「二次元アキシャル面のNPSとMTF、およびSSPとz方向NPS、これら4者の総合による定量的画質指標を開発し、一部の逐次近似的再構成法に適用してコンベンショナル画像再構成法に対して本質的利益があるのか明らかにする」という目標は是非とも第二年度に達成したいと考える。
それに続いて、逐次近似的再構成には「逐次近似応用法」と「真正な逐次近似法」の二つの流れがあるが、そのどちらについてもそれぞれに代表的なものについて、総合的定量画質指標を得たい。
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| Causes of Carryover |
学会出張費が予定よりも多額を要した一方、実験ツールは手作りする等で極力物品費を減らした。節約の結果、若干の額（84637円）を残した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
我々の研究において、今後はあまり物品費は発生しない。物的資材については必要なものは概ね揃えたし、実験用品も基本的に手作りとしているからである。今後は旅費が主な出費となる。データ採取のための出張、あるいは関連する研究者達との情報情報交換や我々の得た技術や知見を発表するための学会参加である。
具体的には次のように出費計画をしている。
実験用資材として若干。CT実機のデータ採取のための出張が2人×5回。今年度の成果発表のために国内学会3人×3回、海外学会2人×1回。データ採取にあたり協力者への謝金等に若干。3件前後の論文化費用に若干。
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Research Products
(15 results)
