CT 値の再現性を重視した肺野関数画像処理【要旨】肺野関数
CT 画像に空間周波数処理を施し，肺野画像で問題となるアンダ【要旨】
ーシュート及びオーバーシュート（UOS）を抑制し，高解像度と CT 値の再現性向上の両立を試みた．空間周波数処理係数は再構成フィルタ関数 B70 の MTF と UOS抑制のための MTF との比率より算出した．太さの異なる 4 本のアクリルロッドをスキャンし，肺野関数(B70)，腹部関数(B41)にて再構成した画像と，B70 画像に空間周波数処理を施した画像の CT 値の測定とプロファイルによる評価を行った．さらに，B70 で再構成した胸部 CT 画像に対しても空間周波数処理を施し，解像度とUOS に対する視覚評価を行った．処理を施した画像でほぼ正確な CT 値が得られ，UOS は明らかに抑制された．胸部 CT 画像に対する処理画像についても十分な解像度を維持したまま UOS は明らかに抑制された．これらの結果より，この肺野関数画像処理の臨床的有用性が示唆された．
Ⅰ．緒言高分解能 CT（high-resolution CT: HRCT）は，薄いスライス厚と，高周波数を強調する再構成関数を用いることにより，高い分解能を得る撮影法であるが，高解像度の関数においては，MTFは低空間周波数領域で 1.0 を大きく上回り，この過度な MTF によって生じるアンダーシュート，オーバーシュート（以下 UOS）が高分解能 CT では問題となる．さらに，HRCT の問題点はそのUOS が CT 値に誤差を生じさせることである．本研究では，肺野関数 CT 画像に空間周波数処理を施し，肺野画像で問題となる UOS を抑制し，高解像度と CT 値の再現性向上の両立を試みた．
Ⅱ．使用機器CT 装置：SOMATOM Definition（SIEMENS 社 高解像度関数：B70，軟部用関数：B41）
ファントム： アクリルロッド（φ15、10、5、2mm），MTF 測定用
ワイヤーファントム
ソフトウェア：UOS 抑制専用自作ソフトウェア(CTFFT)

直径 50mm 程度の水樹脂製シリンジ

Image JⅢ．方法1.

空間周波数処理係数 FP(Frequency Processing)の決定
肺野関数 B70 の MTF(MTFB70)を測定し，UOS 抑制の為の，MTFが 1.0 を超えない MTF(MTFT)を決定する．この２つの MTF の比率から FP を算出した．MTFB70，MTFT ，FP の関係を Fig.3 に示

活栓 0.15mmφ銅ワイヤー

Fig.1 ワイヤーファントムす．MTFB70 の測定にはワイヤー法を用いた．Fig.1 のようなワイヤーファントムをスキャンし，B70 で再構成する．得られたワイヤー像(Fig.2)の PSF をスリット法により LSF に変換し，LSF を２次元フーリエ変換して MTF に変換した．20 スライス
分の MTF を測定し，これらを平均して MTFB70 とした．MTFTの形状は，空間周波数が 1.0cycles/mm の位置で MTFB70 と同値かつ同じ傾きを持つガウス関数とし，1.0cycles/mm 以上の範囲では解像度を保つ為に MTFB70 と同じ値とした．得られた MTFB70，MTFT から，MTFB70/MTFT で FP を算出した．

Fig.2 ワイヤー像

2
MTFB70MTF

MTFTFP

1000.511.5

cycles/mm

Fig.3 FB70，MTFT ，FP の関係
２．CT 値計測とプロファイル作成の為のアクリルファントム画像取得
周囲を水とした太さの異なる 4 種類のアクリルロッドをスキャンし，B70 で再構成した．また，比較の為に B41 で再構成した画像も取得した．(Fig.4)
３．処理対象となる胸部 HRCT 画像の選択
アクリルファントム画像と同様に，B70 と B41 で再構成した HRCT 画像を用意した．(Fig.5)

15mm

10mm

5mm2mm(b)2mm(a)

Fig.4 アクリルロッド像(左:B70 右:B41)

Fig.5

HRCT 像(左:B70 右:B41)

４．FP にて各画像を処理
各 CT 画像への処理手順は，まず CT 画像を２次元フーリエ変換で周波数領域のデータに変換する．これに周波数領域上で FP を施し，最後に２次元逆フーリエ変換により FP が施された CT 画像に戻す．この処理を B70 で再構成した以下の CT 画像に施し，各値の計測を行った．さらに，
FP を施した B70 再構成画像（以下 B70(FP)）と処理前の B70 再構成画像（以下 B70），B41 再構成画像（以下 B41）との比較観察も行った．
a） B70 ワイヤーファントム画像に処理し，MTF を計測
b） B70 アクリルファントム画像に処理を行い，①B70(FP)と B70，B41 との比較観察，②各アクリル像の中心部の CT 値を計測，③15mm アクリル像の中央を横切るプロファイルの作成
c） B70 胸部 HRCT 画像に処理し，B70(FP)と B70，2

B41 との比較観察

B70a） ワイヤーファントム像の MTF 計測

MTFB70（FP）

Ⅳ．結果

1

B70 再構成ワイヤーファントム像に FP を施した時のMTF の変化を Fig.6 に示す．低空間周波数領域では MTFは 1.0 を若干上回る値となった．高空間周波数領域ではB70 と同程度の高い MTF を保つことができた．

000.5
1cycles/mm

Fig.6

MTF の変化1.5ｂ－①）アクリルファントム像の比較観察
B70，FP を施した B70，B41 で再構成したアクリルファントム像をFig.7 に示す．B70(FP)の UOS は B70に比べて明らかに抑制され，B70 と同等の解像度が保たれていることが分かる．また，B41 に比べると画像のボ
B70（FP）
B70
B41
Fig.7 アクリルファントム像の比較ケが明らかに少ないことが分かる．

ｂ－②）アクリル像の CT 値計測

110

太さの異なる各アクリルロッド像

B70

Fig.8 に示す．B70 で誤差の生じた最B70(FP)

も細い 2mm アクリル像の CT 値についても正しい値を示しており，再現CT値の中心部の CT 値を計測した結果を105性が向上した．
10015mm

10mm
Fig.85mm2mm(a) 2mm(b)CT 値の比較ｂ－③）アクリル像のプロファイル
15mm アクリル像の中央でプロファイルをとった結果を Fig.9 に示す．
B70(FP)では B70 に比べ，UOS が明

B70

B70（FP）

B41110105

らかに抑制されつつ，エッジも保たれていることが分かる．

100959085

Fig.9 プロファイルの比較ｃ）HRCT 像の比較観察
HRCT 画像の比較を Fig.10 に示す．B70 で見られる UOS が B70(FP）では消失していることが分かる．また，B41 に比べて解像度も高く保たれていることが分かる．

B70(FP)

B70
Fig.10

B41

HRCT 像の比較

Ⅴ．考察
UOS については明らかな抑制効果がみられた．CT 値についてはアクリルロッドの全てのサイズで正常な値に改善され，再現性が向上した．MTF については高空間周波数領域で B70 と同程度の高い MTF を維持することができた．低空間周波数領域では 1.0 を若干超える値となった．これは MTF の測定精度の問題と考えられる．解像度については，診断に必要な解像度を十分維持することができたと考える．
Ⅵ．まとめ
肺野用の高解像度関数による CT 画像に考案した空間周波数処理を施し， CT 値の正確性が向上し，高解像度を保ったまま UOS は明らかに抑制された．胸部 CT 画像に対しては，UOS は明らかに抑制され，十分な解像度とともに自然な画像表現が実現された．これらの結果より,CT 値の再現性を重視した肺野関数画像処理の臨床的有用性が示唆された．
Ⅷ．参考文献１）市川勝弘，丹羽伸次，原孝則，大橋一也：CT における金属ワイヤによる MTF の測定法，日本放射線技術会雑誌 64(6)： 672-680，2008
２）市川勝弘，丹羽伸次，原孝則，山口功，大橋一也：CT における信号雑音比による低コントラスト分解能の評価，医用画像情報会雑誌 24(3)： 106-111，2007