消化管癌の効率的検出を目標としたデジタルX線画像処理の研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07407075
• 研究種目: 一般研究(A)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 稲本 一夫 大阪大学, 医学部, 教授 (00068446)
• 研究分担者: 森川 薫 大阪大学, 医学部, 助教授 (80030013) ; 稲邑 清也 大阪大学, 医学部, 教授 (90203207) ; 城戸 良弘 大阪大学, 医学部, 助教授 (20116023) ; 小縣 裕二 大阪大学, 医学部, 助手 ; 松本 政雄 大阪大学, 医学部, 助教授 (50149944)
• キーワード: 消化管癌 / 食道癌 / 病変検出 / X線画像 / デジタル画像 / 画像処理 / 画像強調 / 高精細画像

研究概要

1.本年度の目標である高解像度X線フィルム画像解析装置を用いた処理を行うべく、平成7年10月、本科学研究費補助金の交付が決定以後、導入機種選定を行った。3社の製品につき、東京・大阪での実際の使用状況の調査を含め慎重に検討した結果、富士写真フィルムのCR Station-1を選定し、平成8年2月来に導入が行われた。本装置の稼働により130万画素のCCDカメラで画像を取り込み、高解像度の画像データ(1K×1K×8bit以上)を処理・解析できるようになった。特に本装置のソフトウェア(Visilogソフト)を用い、高精細画像の濃淡処理、空間フィルタ処理、2値化計測、特徴抽出、統計処理等が容易に行えるようになり、研究環境が整った。
2.装置の導入を待つ間に、従来の使用装置のEXCEL(512×512×8bit)を用い、ファントーム画像で予備実験を開始した(稲本、小縣)。さらに研究目標を早期食道癌とし、症例収集を行った(原内)。食堂癌による辺縁ならびに粘膜変化を画像処理して強調し、微細な病変を検出する研究を行った。対象として手術で病変の確定した28例を選び、これらについては病理学的背景の調査を行い解析を行った(稲本、城戸)。
食堂癌の画像処理には、かつて行った胃癌の方式はそのまま使えず、新たな方法が必要であることが分かった。数種類の方法があるが、1次微分(プルイット法)または2次微分(ラプラシアン法)のフィルターをかける方式が有効であることを確認した。とりわけ、ラプラシアン法は、癌病巣の輪郭抽出と線引き、粘膜変化の顆粒状強調に役立つことがわかった。プルイット法は、比較的原画像に近い形でナチュラルに腫瘍病変を強調するのに役立つことがわかった。これらの成果は新たに導入された高解像度X線フィルム画像解析装置に引きつぎ、引き続き処理作業を行っている。(稲本、小縣、田村、芦田、梅田)
3.本年度の研究目標の1つであるX線スペクトルの研究成果をふまえ散乱線の積極的利用をはかり、X線撮影装置の精度管理・改善を行う研究は、松本が大阪府立成人病センターの協力を得てX線装置で実験中であり、その成果が近くフィードバックされ、森川が被曝線量低減への方法を検討することになっている。
4.画像データベース作成の基本構想については稲邑、田村を中心に新装置を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] K.Inamoto: "Early days of Roentgen photography in Japan" Computer Assisted Radiology, Proceedings of CAR'95 Berlin. 1247-1248 (1995)
• [文献書誌] 稲本一夫: "大災害と放射線医療" INNERVISION. 10(4). 35-36 (1995)
• [文献書誌] M.Matsumoto et al: "An example of the application of the contrast-dose diagram to medical radiographs" J. Photogr. Sci.43(3). 95-98 (1995)
• [文献書誌] M.Matsumoto et al: "Wquivalent spatial frequency and optimum film densities for the perceptibility of radiographic contrast of step-edge images" J. Photogr. Sci.43(3). 99-102 (1995)
• [文献書誌] M.Matsumoto et al: "X-ray tube voltage dependence of detective quantum efficiencies of front and back screens" X-ray and Ultraviolet Sensors and Application, SPIE. 2519. 12-23 (1995)
• [文献書誌] 松本政雄 他: "散乱X線スペクトルX線写真の画質と被曝線量に及ぼす効果" 日本医学放射線物理学会誌. 15(1). 41-52 (1995)
• [文献書誌] M.Matsumoto et al: "Optimum exposure factors for soft x-ray radiographs for the best object recognition" Visual Communi. Imag. Proce., SPIE. 2501. 328-335 (1995)
• [文献書誌] M.Matsumoto et al: "Experimental verification of reverse order of diagnostic x-ray beam quality in their voltage-ripple dependence" Med. & Biol. Enging. & Comput.33(1). 48-51 (1995)
• [文献書誌] 小縣裕二 他: "モンテカルロ法による散乱X線の解析-照射面積と一次含有率-" 医用画像情報学会. 12(1). 26-34 (1995)
• [文献書誌] Y.Kido et al: "Concurrent Chemotherapy(5-Pluorouracil and Cisplatin)and Radiation Therapy for Inoperable Squamous Cell Carcinoma of the Esophagus Potentially Followed by Surgery" J. Surg. Oncol.58. 50-56 (1995)
• [文献書誌] 稲邑清也: "電子保存に期待すること。システム設計・開発の立場から" 日本医学放射線学会雑誌. 55(15). 5-6 (1995)
• [文献書誌] K.Morikawa: "A study on detection of neutron from(γ,n)reaction at linear accelerator for medicine" KURRI Progress Report. 147- (1995)