デュアルエネルギーCTのエネルギー領域に対応した人体組織等価ファントム物質の開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K10356
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 市川 勝弘 金沢大学, 保健学系, 教授 (40402630)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: X線コンピュータ断層撮影 / デュアルエネルギー / ファントム / エネルギー依存性 / 水等価物質 / 人体組織等価物質 / 希釈造影剤

研究実績の概要

デュアルエネルギーX線コンピュータ断層撮影 (DECT)のX線エネルギー依存性に対応した水等価及び人体組織等価ファントムは現在存在しないことから，数種の安定した物質（ポリプロピレン，アクリル，ハイドロキシアパタイトなど）を利用して，正確に人体と等価なエネルギー依存を示すファントム物質を本研究課題では開発する．
令和元年度では，前年度において，許容誤差（2HU）に満たなかった水等価及び軟部組織等価物質の精度向上に取り組んだ．再度の依頼により製作されたサンプルについて，DECTが可能な2管球方式マルチスライスCT装置，シーメンス社製Somatom Definition Flash（所属大学の附属病院に設置）にてエネルギーセパレーション性能の高い80 kVと140 kV（Snフィルタ付加）のDECTモードを用い可能な限り高い線量にてデータ収集した．その結果，理論的CT値との差が許容誤差内におさまり，水等価及び軟部組織物質が完成した．その後，ファントムメーカとの協議の結果，この研究成果を応用し，汎用性が高い水等価物質に絞った開発をすることとなり，長期安定性などの検証を行った．さらに，そこにヨードを混練し希釈造影剤（すなわち，造影された血液に近似）と等価となる物質の開発を共同で行った．希釈造影剤等価物質は2 mg/mlと12 mg/mlの2つの濃度を製作し，それぞれ許容誤差内とすることができた．本研究の成果は直接的に製品開発に貢献し，水等価及び異なる濃度を持つ希釈造影剤等価物質の製品化に至った．

研究成果

• [国際共同研究] AlgoMedica，Inc.(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: AlgoMedica，Inc.
• [雑誌論文] Determination of contrast medium dose for hepatic CT enhancement with improved body size dependency using a non-linear analysis based on pharmacokinetic principles (2020)
  • 著者名/発表者名: Hibino T.、Ichikawa K.、Fang Y.、Ito S.、Kawashima H.、Bae K.T.
  • 雑誌名: Clinical Radiology 巻: 75 ページ: 238.e11～238.e19
  • DOI: 10.1016/j.crad.2019.09.140
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A three-dimensional cross-directional bilateral filter for edge-preserving noise reduction of low-dose computed tomography images (2019)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa Katsuhiro、Kawashima Hiroki、Shimada Masato、Adachi Toshiki、Takata Tadanori
  • 雑誌名: Computers in Biology and Medicine 巻: 111 ページ: 103353～103353
  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2019.103353
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Quality evaluation of image‐based iterative reconstruction for CT: Comparison with hybrid iterative reconstruction (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Hiroki、Ichikawa Katsuhiro、Matsubara Kosuke、Nagata Hiroji、Takata Tadanori、Kobayashi Satoshi
  • 雑誌名: Journal of Applied Clinical Medical Physics 巻: 20 ページ: 199～205
  • DOI: 10.1002/acm2.12597
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Technical Note: Performance comparison of ultra‐high‐resolution scan modes of two clinical computed tomography systems (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Hiroki、Ichikawa Katsuhiro、Takata Tadanori、Nagata Hiroji、Hoshika Minori、Akagi Noriaki
  • 雑誌名: Medical Physics 巻: 47 ページ: 488～497
  • DOI: 10.1002/mp.13949
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Novel Ultra-high-resolution CT using a CMOS Detector Built on a Conventional Multislice CT Scanner's Detector (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Kawashima, Katsuhiro Ichikawa, Satoshi Kobayashi,Tadanori Takata
  • 学会等名: RSNA 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Dual energy CTにおける撮像方式の違いが画質に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋 璃帆，市川 勝弘，川嶋広貴
  • 学会等名: 第47回日本放射線技術学会秋季学術大会
• [備考] 金沢大学 市川研究室
  • URL: http://ichiken.w3.kanazawa-u.ac.jp/