2013 Fiscal Year Research-status Report
超低被ばく検査を実現するPET/CTシステムの要素技術開発
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25460751
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山田 幸子 大阪大学, 医学部附属病院, 医療技術職員 (40623054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上口 貴志 独立行政法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター, 研究員 (80403070)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | CT / 画質評価 / 画像再構成 / 被ばく / 放射線医学 / 核医学 / PET/CT / 検診 |
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| Research Abstract |
PET/CT検査に伴う放射線被ばくは，PET用放射性薬剤の投与による内部被ばくと，X線CT撮影による外部被ばくに大別でき，通常，後者の寄与が大きい．本研究は，低線量撮影のためのCT関連技術の研究開発を通して，PET/CT検査の大幅な被ばく低減を目指す．今年度は，X線のエネルギー分布に着目した研究課題と，撮影データから断層画像を生成する画像再構成処理に着目した研究課題を実施した．
人体に向けて照射されたX線は，高低さまざまなエネルギー成分を含む．CTはX線の体内での減弱のようすを検出し画像化するが，低エネルギーのX線ほど減弱しやすいという性質があるため，検出されたX線と照射したX線でエネルギー分布に不一致が生じる．この現象が，とくに低線量撮影にて画質の著しい劣化（偽像）を引き起こす．そこで，エネルギー分布の異なる2種類のX線で低線量撮影し，それぞれCT画像を再構成したうえで，その線形和を求めた．このとき，両者のウェイトを最適化することで偽像を相殺的に除去することができ，画質を向上させることができた．また，その画像の定量性について，構成成分が既知の試験物質を用いて評価したところ，通常の撮影に比べて高い精度を有することが確認できた．
低線量撮影では，上述の偽像のみならず，画像ノイズが著しく増大する．しかし，画像処理等によってノイズ除去を図ろうとすると，画像の「質感」が変化し，診断精度にも影響を与える．よって，観察者が感じる視覚的印象が変化しないように注意を払いつつノイズ低減処理を加える必要があり，このためには視覚的印象の定量化が不可欠である．そこで，標準画像と低線量画像の視覚的印象の違いを定量化するための評価指標を開発した．この指標は，画像間の輝度，コントラスト，および画素値の相関を局所的に評価するもので，視覚評価実験により指標の妥当性が確認できた．
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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
当初の研究計画における今年度の目標はほぼ達成している．X線の線質を変化させたときの定量性に関する実験と，画質の視覚評価に関する実験は，さらなる精度向上を目指して次年度以降も継続する．
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ研究計画どおりに進捗しており，今後も計画にしたがって研究を実施する．計画の変更や妨げになるような事項はない．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実機を用いた実験を先行させ，シミュレーションを必要とする実験を翌年以降に行うこととした．このため，当該実験に必要なコンピュータやその周辺機器の購入を見送った．また，視覚評価実験の方法を確立するための検討に十分な時間を投入したため，本実験で必要となる機材の購入を見送った．
今年度の研究成果を踏まえ，シミュレーション実験を実施する．そのため，処理速度の高いコンピュータおよびその周辺機器を購入する．コンピュータは，必要とする実験内容に応じて複数台調達する可能性がある．また，視覚評価実験に必要な画像表示デバイスや被験者行動記録のための映像機器（デジタルカメラ等）を調達する．
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