デジタル半導体PET装置による被曝低減・定量精度向上を担保した画像構築法の開発

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18412
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 孫田 惠一 北海道大学, 大学病院, 診療放射線技師長 (20636419)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 半導体 / PET / 被ばく / 定量精度

Outline of Annual Research Achievements

令和2年度までに、脳および体幹部を模したファントムを用いて探索した最適化された画像再構成アルゴリズム・減弱/散乱補正法・ピクセルサイズ・逐次近似再構成法の繰り返し計算回数・平滑化フィルタなどの画像再構成条件が患者を対象とした臨床画像に適用できるか検討を行った。一部の成果については、論文化し公表済みである。令和3年度では、本研究の目的である低コントラスト状態となることが散見される心臓サルコイドーシスに対する18F-FDG PET検査症例20例のデータを集積した。令和4年度には、集積した20例に対して、バックグラウンド領域をリファレンスとしたコントラスト分解能などの各種画像解析を行った。
また、本研究のもう一つの目的である被ばく線量低減に関する部分に関しては、小児てんかん焦点検索目的の脳18F-FDG PETを対象に評価した。令和3年度までに脳を模した人体模型ファントムによる検討および患者データを用いた予備的検討は終了しており、デジタル半導体素子を搭載したPET装置では18F-FDGの投与量は50%程度まで減じることが可能であることを見出した。患者データに関しては、令和3年度終了時点において当初の目標数分の症例数を取得できたため、令和4年度は核医学医師による視覚評価および物理解析を進めた。投与量の減少は、リストモードデータにおける収集時間を減少することでシミュレートした。収集時間600秒を基準として、1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/10時間の画像を準備し、画質、明瞭度および診断の確信度を4段階評価した。また、同画像に対して収集時間600秒を基準としたSSIMなどの物理評価も行った。現在は、視覚評価および物理評価の結果をまとめているところである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ここ数年の新型コロナウイルスの影響により、患者数が減ったことで目標症例数の到達までに時間を要した。一昨年度および昨年度の数回に渡って、延長申請を認めていただいたことで目標症例数は達成できた。昨年度は、主にデータ収集後の画像解析作業に時間を費やしたが、解析方法の検討や解析ソフトが目的とする数値データを算出できているかを検証するのに時間を要した。現状前記の問題は概ね解消されたと思われるため、令和5年度中に論文化し公表する予定である。

Strategy for Future Research Activity

研究最終年度に当たる令和5年度は、前年度までに行った画像解析の結果をまとめ、論文化を進める予定である。現状、論文化を行う上での問題点等は解消されたため特に問題なく遂行できると考えている。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの影響により研究計画が遅れ、別途申請していた研究期間延長申請が承認されたため。次年度は、研究成果発表のための旅費および英文校正費および掲載費として使用する計画である。