CT における逐次近似再構成画像の視覚的検出率試験
要旨
SIEMENS 社 の 逐 次 近 似 法 に 属 し た 画 像 再 構 成 法 で あ る IRIS(IterativeReconstruction in Image Space)は computed tomography(CT)画像のノイズ低減と被曝低減を主な目的としている．本研究では IRIS のノイズ低減効果を調べるために，低コントラスト分解能を視覚的検出率試験により比較検討した．任意に位置を変更できる低コントラスト物体を有したファントムを作成し，128 列デュアルソースCT(SIEMENS，SOMATOM Difinition flash)で 3 つの異なる effective mAs(mAs×ピッチ)を 70，100，150 に設定して，IRIS を適用した画像と適用しない画像の計 6 種類の画像セット（各 100 枚）を取得した．画像セットごとに専用のプログラムにて 100枚を順次表示し，視覚的検出率試験を行った．また，ノイズの指標として標準偏差(SD値)を求め，各条件で比較した．70mAs，100mAs，150ｍAs の全ての条件で，IRIS を適用した画像の方が低コントラスト分解能の検出率は高くなったが，有意差は認められなかった．ただし標準偏差よりノイズの低減が出来ていることは確認できた．IRISを適用することで画像ノイズを低減することは可能だが，低コントラスト物体の描出能の向上には至らない事が判明した．
Ⅰ．緒言
昨今、computed tomography (CT)検査に伴う被曝低減の試みが盛んに行われている．それに伴い，線量を抑えながら従来の線量と同等の画質を得られるような画像再構成法が各医療機器メーカーより提案されている．今回，ノイズ低減と被曝低減を目的とする画像再構成法である SIEMENS
社の IRIS(Iterative Reconstruction in Image Space)のノイズ低減効果を調べるために低コントラスト分解能の視覚的検出率試験を行った．
Ⅱ．使用機器
使用機器は以下に示す通りである．
・X 線 CT 装置 128 列 Dual Source CT：SOMATOM Difinition Flash (SIEMENS)
・低コントラストファントム用アクリル円筒容器(直径 200mm、京都科学)
・アクリルロッド(直径 5mm)・ヨード系造影剤
・Image J
作成した低コントラスト物体に検出率試験用ファントムの外観を Fig.1 に示す．

アクリルロッド

Fig.1

低コントラストファントムの外観

Fig.2

低コントラスト物体の画像例

Ⅲ．方法
１）低コントラストファントムの作成（a）CT 値の調整

ファントムの蓋部

低コントラストファントム内を発泡スチロール

水で満たし，ヨード系造影剤を入

アクリルロッド

れて，バックグラウンドとなる水溶液の CT 値と低コントラスト物体のアクリルロッドとの CT 値差が 10 程度になるように調整した．

外部の磁石で内部のアクリルロッドの位置を動かせる．

（b）アクリルロッドの取付け
アクリルロッドは磁石で固定し，磁石

磁石

水+造影剤

ファントム外から対極の磁石で自由に位置を変えられるように

Fig.3

低コントラストファントムの概略図

取付けた．
２）画像の取得Ⅲ-(１） にて作成したファントムを Table 1 に示す条件にてアクリルロッドの位置を変えながら 100 回撮影し，IRIS を適用した場合と適用しない場合の計 6 種類の条件の画像を取得した．Fig.2
はファントムの撮影画像の例である．
Table 1 撮影条件
管電圧120ｋV

effective mAs

70ｍAs、100ｍAs、150ｍAs

管球回転速度

0.5sec

スライス厚

3.0mm

FOV

220mm

再構成フィルタ関数

B36ｆ

ノンヘリカルスキャン

ASA３）視覚的検出率試験
取得した画像を専用のソフトウェアにて表示し，観察者はアクリルロッドがあると思われる部分をクリックし，そのクリック正答率を検出率とした．1 つの条件あたり，アクリルロッドの位置の異なる 100枚の画像を表示し，画像 1 枚の表示時間は 5 秒間，ブランクは 1 秒間とした．また，表示画像のウィンドウ幅(WW)=100，ウインドウレベル(WL)=150 で統一した．
なお，観察者は，本学放射線技術科学専攻の学部生 5 名，大学院生１名，教員１名の計 7 名で，この 7 名の正答率の平均

Fig.4

検出率試験のコンピュータ画面の値を検出率として得た．

４）標準偏差（SD 値）の測定
フリーソフトの ImageJを用いて表示した画像にROI（region of interest）を設定し，標準偏差（SD 値）を求めた．5 箇所の ROI の平均値をその条件での SDとした．

Fig.5 SD 値の取得例
Ⅳ．結果
１）

標準偏差（SD 値）

求めた SD 値を Table 2 に示す．
Table 2

撮影条件

70SD 値

13.5

70

IRIS
10.3

各撮影条件の標準偏差(SD 値)

100
11.2

100IRIS

8.34

150
9.37

150

IRIS7.18

Table 2 より，70，100，150ｍAs の全ての条件で IRIS を適用することにより，SD 値は約 25％減
少し，ノイズは低減された。

２）

視覚的検出率試験

Fig．6 に検出率試験の結果を示す．

検出率試験の結果

どの線量についても，IRIS を適用

70

出率は高くなったが，優位差は認められなかった。

60

detection rate(％)

IRIS を適用した場合の方が若干検N.S.

N.S.

した場合と適用しない場合では，

50

N.S.
4030

１５０20
100７０７０ IRIS

１００IRISなし

Fig.6

１５０ IRIS

１００ IRIS
有意水準：5%

IRISあり検出率試験の結果

３) 画像比較IRIS を適用して約 25％ノイズを低減した条件「70 IRIS」と，それに近い SD 値の IRIS を適用していない条件「150」とで，アクリルロッドの描出能を比較すると(Fig.7)，線量が高く IRIS を適用しない「150」条件の方が，アクリルロッドの辺縁の描出能が高かった．
(b)

(a)

Fig.7

アクリルロッド部分の比較(a)70 IRIS(b)150(a)(b)SD 値

10.39.37

検出率(％)

19.642.0

Ⅴ．考察
70mAs，100mAs，150mAs の全ての条件で IRIS を適用することでわずかに検出率が高くなったが、有意差は得られなかった．求めた SD 値から IRIS 適用により、画像のノイズを低減できる事は判明したが，検出率が向上しなかった．SD がほぼ同じとなる 150 と 70IRIS では，明らかに低コントラスト物体の描出能が高く，視覚的検出率試験の結果と矛盾しなかった．よって，IRIS は低コントラスト物体の描出能の向上には結びつかないことが示された．
Ⅵ．結語
視覚的検出率試験を行い、逐次近似法に属した画像再構成法である IRIS の低コントラスト分解能を検討した．IRIS の適用により，ノイズを約 25%低減することは可能だが，CT 値差の小さい物体間の描出能は向上しないことが判明した．