2020 Fiscal Year Research-status Report
逐次近似再構成CT画像における高精度な空間分解能測定法の開発
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20K08046
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
大久保 真樹 新潟大学, 医歯学系, 教授 (10203738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成田 啓廣 新潟大学, 医歯学系, 助教 (10770208)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | X線CT装置 / 逐次近似再構成 / 空間分解能 / スライス感度分布（SSP） / 変調伝達関数（MTF） / 点広がり関数（PSF） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
X線CTにおける逐次近似再構成（iterative reconstruction：IR）法による画像（IR画像）の空間分解能測定法として、体軸方向におけるスライス感度分布（slice sensitivity profile：SSP）の測定法の開発に着手した。IR画像の標準的なSSP測定法として、米国医学物理学会（The American Association of Physicists in Medicine：AAPM）のタスクグループ（TG233）は、低コントラスト円柱ファントムの端面（エッジ）を利用する方法“傾斜エッジ法”を提案している。この方法では、CT画像のスライス間隔よりも細かい間隔で体軸方向のエッジプロファイルをサンプリング（オーバーサンプリング）するために、円柱を体軸方向からわずかに傾斜させて撮影を行う。円柱を適切な角度に傾斜させる必要があり、傾斜エッジ面の画像を解析してSSPを算出するためには複雑な処理・計算も必要となることから、その実現は容易ではない。申請者らは、現在使用されている一般的なCT装置では0.1～0.2 mmの細かいスライス間隔で画像を再構成することができることから、オーバーサンプリングのために円柱を傾斜させる必要はないと考えた。そこで、円柱を体軸方向に水平に設置して撮像した画像からSSPを測定する手法“非傾斜エッジ法”を考案した。その結果、考案した非傾斜エッジ法は、傾斜エッジ法と同等なSSP測定精度が得られることが確認された。非傾斜エッジ法は、AAPMが推奨する傾斜エッジ法に比べファントム撮影やSSP算出のための処理・計算に要する労力を大幅に低減でき、多くの施設で容易に実現できるSSP測定法であると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
補助事業期間の前半2年間（令和2、3年度）は主にIR画像のSSP測定法の開発を予定していた。令和元年に米国医学物理学会（AAPM）は標準的なSSP測定法として“傾斜エッジ法”を提案した。しかし、傾斜エッジ法ではファントム撮影や画像処理・解析おける煩雑な処理過程が多く、その実現は容易ではないと考えられた。
そこで、より簡便なSSP測定法として“非傾斜エッジ法”を考案した。考案した非傾斜エッジ法におけるSSP測定精度は傾斜エッジ法と同等であることが確認された。AAPMが推奨する傾斜エッジ法に替わる標準的なSSP測定法となる可能性がある。
以上の理由から、現在までの進捗状況は概ね順調であると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度（令和2年度）に、IR画像の標準的なSSP測定法として米国医学物理学会（AAPM）が推奨する“傾斜エッジ法”を改良し、より簡便な測定法“非傾斜エッジ法”を考案することができた。非傾斜エッジ法における測定精度は傾斜エッジ法と同等であることを確認したが、より確実な精度検証を目指してさらなる検討が必要と考える。
申請者らはこれまでに画像生成理論に基づいたCT画像のコンピュータシミュレーションの理論・技術の開発を進めてきた。その適用を図っていく。具体的には球体ファントムを利用し、球体の形状やCT値を基に生成した被写体関数と測定されたSSPを重畳積分した結果が球体を撮像したCT画像（真値）にどの程度一致するかを調べることにより、SSPの精度を評価しようとするものである。このようなアプローチから、SSPの測定精度を検証するための手法の開発、あるいはさらなるSSP測定法の改良・考案の可能性を探る予定である。
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