Medical Imaging Technology
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30 巻, 5 号
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特集／医用画像に取り組む診療放射線技師たち
  • 特集／医用画像に取り組む診療放射線技師たち－序　文－
    森 一生
    2012 年 30 巻 5 号 p. 229-230
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.229
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  • 単純CT画像における適応型エッジ保存フィルタによる急性期脳梗塞の検出能向上
    高橋 規之, 李 鎔範, 蔡 篤儀, 木下 俊文, 石井 清
    2012 年 30 巻 5 号 p. 231-235
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.231
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    単純CTにおける急性期脳梗塞の診断では，虚血によるCT値低下に伴う灰白質と白質の境界の不明瞭化を同定することが重要である．しかし，CT画像上の量子ノイズの影響によって，その同定がしばしば困難となり，急性期脳梗塞の検出率が問題となっている．この問題を解決するために，我々は，適応型部分メディアンフィルタ（adaptive partial median filter: APMF）を提案した．そして，APMFの有用性を検証するため，シミュレーション画像と臨床画像を用いた評価実験を行ってきた．本稿では，APMFの概要とその性能，さらに臨床的有用性について実験結果を基に紹介する．
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  • 医療用ディスプレイの画質評価および超高解像度ディスプレイの開発
    市川 勝弘
    2012 年 30 巻 5 号 p. 236-241
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.236
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    医療用ディスプレイは，医療施設のPACSにおいて不可欠であり，その性能は日々改良されている．よって，画質評価は依然重要であり，引き続きの有効な性能改善がユーザーから求められている．筆者は，医療用ディスプレイの画質評価法を開発してきた．解像特性測定のためには，高コントラストなバーパターン画像を用いる簡便で精度の良い方法を開発した．ノイズ特性評価のためには，ピクセル構造の問題を回避し，ランダムノイズレベルを正確に測ることのできる手法を開発した．両方法ともに，市販のディジタルカメラを用いて実行でき，以前に報告された手法で不可欠であった複雑な手順を必要としない．また，筆者は，サブピクセル独立駆動技術を用いた超高解像度ディスプレイを開発した．開発したディスプレイは，3倍の高解像度を有し，ディジタルマンモグラフィや一般ディジタルX線画像を高い信号対雑音比で表示することが可能である．
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  • トモシンセシスの画質改善について
    五味 勉, 中島 正弘, 梅田 徳男, 武田 徹, 齋藤 京子, 坂口 和也, 越田 吉郎
    2012 年 30 巻 5 号 p. 242-249
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.242
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    トモシンセシスのイメージングにおいて画質改善処理を適用し，人工関節置換術後のメタルアーチファクト低減および胸部結節影の検出向上を試みた．メタルアーチファクト低減に関しては，再構成カーネルにおけるDC成分の係数を調整することで，人工関節から発生するメタルアーチファクトの抑制を試みた（メタルアーチファクト低減処理）．メタルアーチファクト低減処理は，従来のフィルタ補正逆投影法，逐次近似再構成法と比較して，ビームハードニング効果およびメタルアーチファクトの低減効果がもっとも高かった．胸部結節影の検出向上に関しては，balance sparsity-norm法を使用したウェーブレット変換処理を適用させ，従来のBadeaらが提案するウェーブレット変換アルゴリズムと雑音低減，画像コントラスト，空間分解能を比較した．Balance sparsity-norm法を使用したウェーブレット変換処理は雑音低減，空間分解能を保持し画像コントラストを向上させることが可能であった．
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  • ファントム試験およびNECdensityによるPETイメージングの最適化
    大﨑 洋充, 島田 直毅, 篠原 広行
    2012 年 30 巻 5 号 p. 250-255
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.250
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    本稿では，世界的なPETイメージングの標準化やデータの品質管理への要求から，がんFDG-PET/CT撮像法ガイドラインのファントム試験に基づいた撮像条件の決定とNECdensityを応用した撮像時間の最適化法の研究を概説する．ファントム試験では，10mm径のSUV=4のホット球を描出する撮像時間を，視覚的評価，物理学的指標（N10mm，NECphantom，QH,10mm/N10mm）に基づき決定する．同時に，一定の定量性を担保するためのRCの評価を行って画像再構成条件を決定する．ファントム試験に引き続き，NECdensityのレトロスペクティブ（後ろ向き）な解析により，撮像時間をBody Mass Index（BMI）に応じて最適化した．最適化により，視覚スコアとNECdensityのBMIとの相関が低下した．ファントム試験とNECdensityによる最適化は，施設間および被検者間の画質差を低減させ，高精度な検査や研究の推進に有用である．
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  • 放射線治療中におけるリアルタイム患者体位モニタリングシステムの開発
    橘 英伸, 内田 幸宏, 梅田 徳男, 椎塚 久雄
    2012 年 30 巻 5 号 p. 256-261
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.256
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    高精度放射線治療において，治療最中の患者の動きはターゲットへの線量カバーやリスク臓器への保護に対する精度を低下させる．そこで，我々は患者体位変化をリアルタイムにモニタリングするシステムを設計・開発した．本システムはWebカメラとテンプレートマッチングをベースとした自作ソフトウェアがインストールされたコンピュータで構成されている．このシステムの精度は呼吸同期ファントムを用いて評価し，また健常ボランティアの協力を得て，有効なマーカボックスの位置についても評価した．本システムは1mmの位置測定精度および50msecの時間分解能を有し，この結果はAAPM Task group 142のガイドラインに許容されるものであった．また，マーカボックスの設置位置に関し，統計的有意に腹部に比べ胸骨の方が良好であるという結果であった．本システムは術中の患者体位変化を管理することが可能であり，高い精度で治療を実施することができるといえる．
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  • 肺定位放射線治療中における標的の移動量の評価
    今江 禄一, 芳賀 昭弘, 木田 智士, 早乙女 直也, 白木 尚, 矢野 敬一, 中川 恵一, 篠原 広行
    2012 年 30 巻 5 号 p. 262-267
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.262
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    回転型強度変調放射線治療（volumetric modulated arc therapy, VMAT）は，診断用kV-X線および治療用MV-X線の投影画像からコーンビームCT（cone beam CT, CBCT）画像を再構成することが可能であり，治療中の臓器の位置を同定することが期待されている．本研究ではVMATを肺定位放射線治療に適用し，診断用kV-X線および治療用MV-X線を用いて治療中の標的の位置検出と移動量を評価することを目的とした．臨床例を対象としてVMATによる治療計画を行い，照射中に対象を透過した診断用kV-X線および治療用MV-X線による投影画像を収集し，CBCT画像の再構成を行った．再構成画像から標的の位置検出および移動量を評価した．臨床例において治療中の標的の移動量の評価は可能であり，同一患者でも標的の移動量の日々の変化があることが確認できた．VMATは今までガントリ固定の照射法で同定が困難であった治療中の対象内の構造を簡便かつ低侵襲に評価可能であった．
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研究論文
  • 定位放射線治療のためのGPUを用いた動き検出システム
    山川 拓也, 尾川 浩一, 彌冨 仁, 国枝 悦夫, 臼井 桂介, 茂松 直之
    2012 年 30 巻 5 号 p. 268-278
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.268
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    定位放射線治療は高エネルギーの細いX線ビームを用いて腫瘍を治療する非侵襲的な治療法である．この治療においては予期しない患者の動きは，近隣の正常組織や臓器に対して好ましくない結果となるため，我々は頭頸部の定位放射線治療のための USBカメラを用いた非接触動き検出システムを提案する．このシステムでは3台のUSBカメラによって得られた患者の鼻と両耳の3枚の動画像を用い，テンプレートマッチング法によって患者の動きを検出し，患者の動きが検出されたならばシステムが放射線技師や医師に対して，ビームをオフにするような警告を発する．我々は，対象領域を赤外光で照明し，同時にUSBカメラのレンズの前面でフィルタによって可視光領域の光を遮断した．動きの検出では汎用のGPUを用いテンプレートマッチング法を実装した．本論文ではこの動き検出システムの概要および有効性の検証結果を述べる．
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  • プロテオグリカン・コラーゲンファントムを対象とした基礎的MR画像解析
    田中 亨, 鈴木 昌彦, 佐藤 広崇, 桝田 喜正, 本折 健, 羽石 秀昭
    2012 年 30 巻 5 号 p. 279-286
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.279
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    膝関節の主な疾患である変形性膝関節症の早期診断のために軟骨成分比の変化の検出が求められている．本論文では，MRI画像を用いた軟骨成分の含有量評価に向けた基礎研究として，軟骨の主成分であるプロテオグリカン(PG)とコラーゲンのファントムを作成し，MRI画像解析を行った．撮影装置には，臨床用MRIとMR顕微鏡の2種類の装置を使用した．臨床機では複数のシーケンスで撮影し，各成分含有量と基準溶液との信号強度比の相関性を評価した．一方，MR顕微鏡では，PGのファントムの緩和時間を測定し評価を行った．この結果，PGのファントムにおいて，PG含有量と等方的3D高速スピンエコー撮像法であるT1CUBEで信号強度比に高い相関が見られた．また，PGのT1緩和時間は含有量に伴って短縮し，T1CUBEの信号強度比と整合性のある結果を得られた．変形性膝関節症の診断として，変性軟骨と同信号値のファントムを患者と同時に撮影し，信号強度比を取得することで，生体内軟骨の成分含有量を高精度に評価できる可能性がある．
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研究速報
  • 複数のガボールフィルタを用いた乳房X線画像における乳腺構造解析と構築の乱れの検出
    吉川 るり葉, 寺本 篤司, 松原 友子, 藤田 広志
    2012 年 30 巻 5 号 p. 287-292
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.287
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    乳房X線画像にみられる異常所見のうち，構築の乱れは画像診断時の検出感度が低い．さらに構築の乱れが発見された場合，乳がんのカテゴリーは3以上に分類され，予後不良であることが多い．本報告では，線構造を検出できるガボールフィルタを利用し，乳腺構造解析と構築の乱れの検出を行う手法を新たに提案する．本手法は，特徴の異なる複数のガボールフィルタを用意し，さまざまな太さを持つ乳腺の構造にもっとも一致するフィルタの出力を画素単位で選択し出力する．次に得られたフィルタ出力画像から集中度を算出することで，構築の乱れにより生じた乳腺構造の引き込みやスピキュラの候補領域を得る．検証には乳房X線画像データベースDDSMを利用し，構築の乱れが含まれている6症例（22枚）について検出された結果と医師の読影結果を比較した．その結果，真陽性率は80％，画像1枚あたりの平均偽陽性数は1.06個となり，初期候補検出手法として十分な性能が得られていることを確認した．
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  • 円筒型フィルタと肺の構造解析による胸部CT画像からの結節検出
    池谷 愛, 寺本 篤司, 原 武史, 藤田 広志
    2012 年 30 巻 5 号 p. 293-297
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.293
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    胸部CT画像における結節の高速検出手法として，我々は円筒型フィルタを開発し，評価を行ってきた．その問題点として，気管支や血管と近接あるいは付着した結節の検出率が低いことがあげられる．そこで，肺の正常構造である気管支や血管の構造を利用し，肺結節の検出能力を改善する手法を提案する．本手法では，胸部CT画像を肺正常構造とそれ以外の領域に分類し，おのおのに対して特性の異なる円筒型フィルタで処理し肺結節を検出する．本手法の有効性を評価するために，胸部CT画像に対し従来手法と提案手法を適用し，結節検出能力を比較した．その結果，従来手法の真陽性率が0.72であったのに対し，提案手法は0.79となった．このときの1症例あたりの偽陽性数は従来手法，提案手法ともに4.19であった．よって，本手法を用いることで結節検出能力が向上することが確認された．
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  • 腎臓の位相コントラストX線CT観察—エタノール固定法とホルマリン固定法の違い—
    白井 亮多, 國井 琢矢, 米山 明男, 丸山 弘子, ティティ ルイン, 武田 徹
    2012 年 30 巻 5 号 p. 298-302
    発行日: 2012年
    公開日: 2012/12/26
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.30.298
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    近年，X線干渉計を用いた位相X線CT装置が開発されている．従来の吸収の散乱断面積に比べ位相シフトの散乱断面積は，軽元素に対して1000倍以上大きく，生体や有機試料を非造影で観察できる．本研究では，100％エタノールと10％ホルマリンで潅流・固定したラットの摘出腎臓を位相X線CTで撮影し，脱水効果が著明で組織密度差を際立たせるエタノール固定法が画質に与える影響を比較，検討した．実験は高エネルギー加速器研究機構で実施し，撮影時のX線エネルギーを35keVとした．位相コントラストX線CT画像で腎臓の微細構造がエタノール固定法でより鮮明に描出された．エタノール固定腎臓の皮質と髄質間の画像コントラストは画素値比で43％と，ホルマリン固定の21％に比べ約2倍高かった．組織像は皮質部の組織凝集が強いことを示唆した．したがって，腎臓内構造のイメージングにはエタノール固定法も有用と考えられた．
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講　座
研究室訪問
報　告
日本医用画像工学会
第30巻総目次
編集後記
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