直接変換型ディジタルマンモグラフィにおけるグリッドレス撮影の画質
要旨
直接変換型ディジタルマンモグラフィにおいて，グリット有，Mo/Mo（ターゲット/フィルタ）と W/Rh 及び Mo/Mo のグリッドレスの画質を比較検討した．40 mm 厚（RMI156 ファントム）と 25 mm 厚（RMI156 ファントム
蝋部分+20 mm 厚アクリルファントム）を，Mo/Mo では 28kV，W/Rh では 29～33kV の管電圧にて，平均乳腺線量（AGD）を変化させ撮影した．画像から粒状性，模擬腫瘤コントラストを測定し，解像特性とからコントラストを考慮した信号対雑音比（SNRc）を算出した．40 mm 厚では，Mo/Mo，AGD=2.28mGy に対してグリッド無は同等の SNRc を示した．25 mm 厚では，AGD=1.41mGy のとき，グリッド無は 18.3％，W/Rh では 7%の SNRc 向上を示した．25mm 厚ではグリッドレス撮影が画質向上に寄与することが示唆された．
Ⅰ．緒言
マンモグラフィ装置のターゲット/フィルタは，乳房厚が厚くない場合に Mo/Mo が選択されることが多い．これに対して，W/Rh を積極的に使用して，被ばく低減と画質維持が可能であるという報告がなされ[1]，W/Rh のみを装備する装置も存在する．また，一般的に使用される散乱線除去グリッドを除去して，さらに被ばく低減を得る試みもある[2,3]．そこで富士フィルム社製直接変換型ディジタルマンモグラフィ，Amulet を用いて，グリッドレスの画質を，散乱線と被写体コントラストを考慮しつつ検討した．
Ⅱ．使用機器・a-Se 直接変換方式マンモグラフィ装置 MAMMOMAT NovationDR (SIEMENS）- Target/filter：Mo/Mo，W/Rh- Mo フィルタ厚：30μm, Rh フィルタ厚：50μm- グリッド密度：31 本/cm, グリッド比：1/5
・RMI156 ファントム （Phantom laboratory）
・アクリルファントム
・線量計 Radcal 社製 Accu Dose （チェンバ：MODEL 10×6-6M）
Ⅲ．方法
Table 1 ファントム厚と撮影線量
1.ファントム撮影
管電圧（ｋV）
target/filter 厚さ(mm) グリッド
RMI156 ファントムを Table 1 の40有条件にてグリッド有・無で撮影
29Mo/Moした．
無40 mm 厚は，RMI156 ファントム
25有にて，25 mm 厚は，RMI156 ファ
ントムろう部分+10 mm 厚 PMMA
無ファントム 2 枚で構成した．
40

有平均乳腺線量（mGy）
2.28
0.91～2.28
1.41
0.55～1.41
2.2329W/Rh
25

無0.78～1.73

有1.49

無0.37～1.49

2.定量的画質評価(1)コントラスト測定
Fig.1 のように模擬腫瘤の region of interest(ROI)の平均値 M とその近傍の background の ROIの平均値 B を測定し,次式(1)よりコントラスト C を算出した.

C=B−M･･･(1)B+M

BKGのROI(2)解像特性の測定
エ ッ ジ 法 に よ り ， 解 像 特 性 で あ る MTF （ modulationtransfer function）を測定した(1mm 厚，タングステン板使腫瘤のROI用)．測定法は，「日本放射線技術学会監修 標準ディジタ
ル X 線画像計測」に準拠した．
(3)ノイズ特性の測定
ファントムの平坦部分に 512×256 の ROI を設定し，256x256 の 2 領域より 2 次元フーリエ変換法を用いて粒状性を表す NNPS(normalized noise power spectrum）を測定した．測定方法は「日本放射線技術学会監修 標準ディジタル X 線画像計測」 に準拠した．
Fig.1 コントラスト測定における ROI 設定(4)散乱線とコントラストを考慮した SNRc の算出
方法 2(1)～(3)で得られたコントラスト・MTF・NNPS を用いて，下式(2)より定量的画質指標 SNRcを算出した．

SNRc =MTF 2 × C 2･･･(2)
NNPS

Ⅳ．結果
2.定量的画質評価(1)模擬腫瘤のディジタル値計測によるコントラスト測定
Table 1 に模擬腫瘤のディジタル値計測によるコントラスト測定の結果を示す．グリッドレス
撮影ではコントラストが低下した．
Table 1

模擬腫瘤のディジタル値計測によるコントラスト測定

target/filter 厚さ(mm) グリッド
40Mo/MoW/Rh

有無2540

管電圧（kV）

コントラスト1280.73

有1

無0.83
290.84310.80330.74350.70無290.53

有290.74

310.78290.62有25無(2)散乱線とコントラストを考慮した SNRc の算出
Fig.2 に 40 mm 厚での SNRc の測定結果を，Fig.3 に 25mm 厚での測定結果を示す．
8.0E+05

Mo/Mo 28kV グリッド有 2.28mGy
Mo/Mo 28kV グリッド無 2.28mGy
W/Rh 29kV グリッド有 1.73mGy

6.0E+05
SNRc

W/Rh 29Kv グリッド無 1.73mGy

4.0E+05

2.0E+05

0.0E+00
0.0Fig.2

1.02.03.0
4.05.0空間周波数 (cycles/mm)

6.0

7.0

8.0

40mm 厚における SNRc の結果

1.0E+06

Mo/Mo 28ｋV グリッド有 1.41mGy
Mo/Mo 28ｋV グリッド無 1.41mGy

8.0E+05

W/Rh 29ｋV グリッド有 1.48mGy
W/Rh 29ｋV グリッド無 1.49mGy

SNRc

6.0E+05
4.0E+05
2.0E+05
0.0E+00
0.0Fig.3

1.02.03.0
4.05.0空間周波数 (cycles/mm)

6.0

7.0

8.0

25mm 厚における SNRc の結果

・40 mm 厚について同一線量下(2.28mGy)で Mo/Mo グリッド有と無の SNRc はほぼ一致した．W/Rh グリッド無は装置の関係上同画質となる線量まで撮影ができなかったが，グラフの傾向から同一線量下で画質が向上するとは考えにくい．得られたファントム画像を Fig. 4 及び 5 に示す．

Fig. 4

Mo/Mo グリッド有(2.28mGy)

Fig. 5

Mo/Mo グリッド無(2.28mGy)

・25mm 厚について同一線量下(約 1.41mGy)で Mo/Mo グリッド有に対してグリッド無では 18.3%，W/Rh グリッド無では 7.0％, SNRc が向上した．得られた画像を Fig. 6～8 に示す．

Fig. 6Mo/Mo グリッド有(1.41 mGy)

Fig. 7Mo/Mo グリッド無(1.41 mGy)

Fig. 8W/Rh グリッド無(1.49 mGy)

Ⅴ．考察
40mm 厚について，Mo/Mo 2.28mGy グリッド有の画像に対して，グリッド無の画像は同等の SNRcを示したことから，撮影時のグリッドの必要性については疑問である．
25mm 厚について，Mo/Mo 1.41mGy グリッド有の画像に対して，グリッド無の画像では 18.3％，グリッド無の W/Rh の画像では 7.0%の SNRc 向上を示したことから，どちらの組合せでもグリッドレス撮影は画質が向上すると考えられた．
しかし，散乱線の影響と見られるエッジ部のコントラスト変化があり，その補正処理の検討が必要であると考えられた．
Ⅵ．結語
直接変換型ディジタルマンモグラフィにおいて，グリットの有無が Mo/Mo，W/Rh（ターゲット/フィルタ）の画質に与える影響を検討した．
40 mm 厚ではグリッドレス撮影は同等な画質となるが，25mm 厚ではグリッドレス撮影が画質向上に寄与することが示唆された．
Ⅷ. 参考文献
1) Bernhardt P, Mertelmeier T, Hoheisel M. X-ray spectrum optimization of full-field digital
mammography: simulation and phantom study. Med Phys. 2006 Nov;33(11):4337-49.
2) Diekmann F. Diekmann, S. Berzeg, S. Bick, U. Fischer, T. and Hamm B.,“Dose reduction
through gridless technique in digital full-field mammography”,Fortschritte
Röntgenstrahlen 175, 769–774 (2003). (article in German).
3) Gennaro G., Katz L., Souchay H., Klausz R., Alberelli C., and di Maggio C.,“Grid removal
and impact on population dose in full-field digital mammography,”Medical Physics 34(2),547–555 (2007).