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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

研究課題

研究課題/領域番号 20K08046
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

大久保 真樹  新潟大学, 医歯学系, 教授 (10203738)

研究分担者 成田 啓廣  新潟大学, 医歯学系, 助教 (10770208)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
キーワードX線CT装置 / スライス感度分布(SSP) / 逐次近似再構成 / 空間分解能 / 肺がん / コンピュータ支援診断(CAD) / circular edge / line spread function / 変調伝達関数(MTF) / 点広がり関数(PSF) / CT(computed tomography)
研究開始時の研究の概要

申請者らはこれまでに空間分解能に基づいた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、バーチャル3D肺がん像を考案した。それらの研究成果は肺がんCT検診の普及につながることが示され、継続的な発展が期待されている。しかし、近年従来のCT画像に代わって新しい逐次近似再構成CT画像“IR画像”が広く普及してきており、申請者らの研究でも対応が必要となった。IR画像の空間分解能はコントラスト雑音比の低い画像から算出する必要があるため解析が難しく、現状では信頼性の高い測定法は確立されていない。本研究では、コントラスト雑音比の低い画像からでも精度の高い空間分解能測定が可能な手法を開発する。

研究成果の概要

本研究では、逐次近似再構成(iterative reconstruction:IR)画像における高精度なslice sensitivity profile(SSP)測定法の開発を行った。考案法では、モデル化したSSPを用いて球体のシミュレーション画像を算出し、実際の球体ファントムの画像と一致するようにSSPのモデルパラメータを最適化する。考案法により得られたSSPから算出したシミュレーション画像は、真値である実際の球体の画像とよく一致し、SSPの測定精度が高いことが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肺がんの早期発見のためには胸部CT検診およびコンピュータ支援診断(CAD)の普及が必要であり、CADの性能評価が重要となる。申請者らがこれまでに開発したVirtual Noduleを利用することで、各施設においてCADの性能を適確に評価することができるようになる。しかし、Virtual NoduleをIR画像に適用するためには、コントラストの低い画像から空間分解能を測定する必要があり、処理パラメータの設定によっては測定精度が低下する場合もある。本研究で開発したSSP測定法を用いることにより高精度なSSP測定が可能であり、Virtual NoduleのIR画像への適用が可能となる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Method for measuring noise-power spectrum independent of the effect of extracting the region of interest from a noise image2023

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro、Ohsugi Yuki、Ohkubo Masaki、Fukaya Takahiro、Sakai Kenichi、Noto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 16 号: 4 ページ: 471-477

    • DOI

      10.1007/s12194-023-00733-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヘリカルCTスキャンの螺旋軌道におけるX線管の角度に依存したnoise power spectrumの測定2023

    • 著者名/発表者名
      Ohsugi Yuki、Narita Akihiro、Ohkubo Masaki、Sakai Kenichi、Fukaya Takahiro、Noto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 79 号: 10 ページ: 1144-1150

    • DOI

      10.6009/jjrt.2023-1363

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中央断面定理に基づいたCT画像三次元NPS解析に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro、Ohkubo Masaki、Fukaya Takahiro、Sakai Kenichi、Noto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 78 号: 4 ページ: 342-347

    • DOI

      10.6009/jjrt.2022-1217

    • NAID

      130008163618

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 水ファントムを用いた最適化を伴う簡易なCT画像シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro、Okamoto Kazuki、Toyonaga Kengo、Ohkubo Masaki
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 78 号: 7 ページ: 732-740

    • DOI

      10.6009/jjrt.2022-1222

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 中央断面定理に基づいたCT画像の体軸方向NPS解析に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro、Ohkubo Masaki、Ohsugi Yuki、Sakai Kenichi、Fukaya Takahiro、Noto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 78 号: 7 ページ: 719-725

    • DOI

      10.6009/jjrt.2022-1267

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 放射線治療計画用 CT 画像における金属アーチファクトの簡易生成法の研究 : ファントムを用いた検討2021

    • 著者名/発表者名
      Mugishima Daisuke、Narita Akihiro、Ohkubo Masaki
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 77 号: 5 ページ: 445-453

    • DOI

      10.6009/jjrt.2021_JSRT_77.5.445

    • NAID

      130008040225

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CT 画像二次元 NPS と仮想スリット法による一次元 NPS の中央断面定理に基づいた関係2021

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro、Ohkubo Masaki、Fukaya Takahiro、Noto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 77 号: 8 ページ: 828-832

    • DOI

      10.6009/jjrt.2021_JSRT_77.8.828

    • NAID

      130008076331

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Method for determining slice sensitivity profile of iterative reconstruction CT images using low-contrast sphere phantom2021

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro、Ohkubo Masaki、Fukaya Takahiro、Noto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 14 号: 4 ページ: 366-372

    • DOI

      10.1007/s12194-021-00636-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Technical Note: A simple method for measuring the slice sensitivity profile of iteratively reconstructed CT images using a non‐slanted edge plane2021

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro、Ohkubo Masaki、Fukaya Takahiro、Noto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 48 号: 3 ページ: 1125-1130

    • DOI

      10.1002/mp.14668

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Study of Longitudinal Noise Power Spectrum Measurement in CT Images Based on the Central Slice Theorem2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ohsugi, Akihiro Narita, Masaki Ohkubo, Takahiro Fukaya, Yoshiyuki Noto
    • 学会等名
      第78回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Validation of Simplified CT Image Simulation with Optimization Using Multiple Machines2022

    • 著者名/発表者名
      Kengo Toyonaga, Akihiro Narita, Masaki Ohkubo, Kenichi Sakai, Takahiro Fukaya, Yoshiyuki Noto
    • 学会等名
      第78回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間分解能に基づいたCT画像シミュレーションよるCT撮影時の染料決定方法の考案2022

    • 著者名/発表者名
      酒井健一、大久保真樹、成田啓廣、高橋直也、能登義幸
    • 学会等名
      第12回東北放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ファントム画像を用いた最適化を伴う簡易的CT画像シミュレータの考案2021

    • 著者名/発表者名
      岡本和樹、成田啓廣、大久保真樹
    • 学会等名
      第77回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CT画像のNPS測定における中央断面定理に基づいた仮想スリット法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      大杉勇輝、成田啓廣、大久保真樹、深谷貴広、能登義幸
    • 学会等名
      第49回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次近似再構成CT画像における傾斜エッジ法のエッジ角度がスライス感度プロファイル測定精度に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      深谷貴広、大久保真樹、成田啓廣、能登義幸
    • 学会等名
      第49回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A feasible approach to correct MTF measured by the circular-edge technique with image averaging in iterative reconstruction CT2020

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Ishizaka、Akihiro Narita、Masaki Ohkubo
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A simple method for generating metal artifacts on CT image using forward projection2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Mugishima、 Akihiro Narita、 Masaki Ohkubo
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A method for evaluating the detrending technique in noise power spectrum measurements with a simplified CT image simulation2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Okamoto、 Akihiro Narita、 Masaki Ohkubo
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次近似再構成CT画像における球体ファントムを用いたSlice Sensitivity Profileの測定2020

    • 著者名/発表者名
      深谷貴広、成田啓廣、大久保真樹
    • 学会等名
      第76回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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