医療施設間格差是正を可能とする固定X線管方式の低コスト立体DSAの開発

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19591442
• Research Institution: Kawasaki College of Allied Health Professions
• Principal Investigator: 原内 一 Kawasaki College of Allied Health Professions, 放射線技術科, 准教授 (20243256)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梶原 康正 川崎医療短期大学, 放射線技術科, 教授 (60030912) ; 北山 彰 川崎医療短期大学, 放射線技術科, 准教授 (50161500) ; 荒尾 信一 川崎医療短期大学, 放射線技術科, 准教授 (40212609) ; 天野 貴司 川崎医療短期大学, 放射線技術科, 准教授 (90249558) ; 林 明子 川崎医療短期大学, 放射線技術科, 講師 (30300403)
• Keywords: 1方向X線入射解析 / 三次元再構成 / 立体DSA / 回転DSA

Research Abstract

被写体内の3次元構造をX線を用いて幾何学的に解析するには、正面-側面撮影、立体撮影、断層撮影、CTなどのように最低でも2方向のX線入射を必要とする。我々は、X線入射軸に平行な座標軸情報を、関心領域の拡大率情報で補完することで、1方向のX線入射のみによる血管走行の三次元再構成理論を構築し、再構成を実現した。この拡大率を求めるために、我々はDSA動画を用い時間情報、および投影画像内の造影剤の分布状態を解析することで求める造影剤の希釈(ヨード含有率)情報などの付帯情報を利用した。
しかし、この三次元再構成理論は単色スペクトルの考え方をを連続スペクトルに応用したものであるため、被写体内の線質硬化が問題となり、線減弱係数の値が被写体内の位置で変化することが三次元再構成の精度に影響する。そこで我々は、より立体DSAの再構成の精度を向上させるために、演算処理の中で重要な線減弱係数をルックアップテーブルで補正を繰り返す収束近似法の開発も行った。これにより、三次元再構成の精度は格段に向上した。
1方向のX線入射だけで血管走行の三次元再構成を精度よく可能としたということは、高額な装置である回転DSAのようにX線管を被写体の周囲を回転させなくても、X線管を固定した通常のDSAを使用し、市販の1台のパソコンで立体DSAを再構成することが可能となったことを意味する。高額な装置を必要としないようにする為、我々はさらにDSA動画からの情報を全自動で取り込み、動画のフレーム情報をリアルタイムで解析することを、ハードウェアの改良をせずソフトウェアで実行できるようにした。