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シーメンス社 新型 SPECT・CT システム「Symbia Intevo」におけるOSCGM 法を用いた新しい画像再構成技術「xSPECT」について
シーメンス・ジャパン株式会社
イメージング＆セラピー事業本部
分子イメージングビジネスマネジメント部
佐藤 伸一
1.はじめに「xSPECT」は，Symbia シリーズのフラッグシップモデル「Symbia Intevo」に搭載され，Ordered Subset Conjugate

Gradient Minimizer 法（以下：OSCGM法）を用いた新しい画像再構成技術です。
イメージフュージョンからイメージアライメントに視点を変え，CT 情報と SPECT情報のさらなる融合を実現し，これまでにない高分解能画像，SPECT 定量化技術

シーメンス社を提供します。この「xSPECT」の特長に新型 SPECT・CT 装置「Symbia Intevo」ついてご紹介します。
2. xSPECT 画像再構成

現行の SPECT・CT では，減弱補正に用いSPECT の画像再構成は，フィルタ逆投る CT 画像は，SPECT 画像のボクセルサイ

影法から始まり，計算処理性能の向上にズにダウンサンプリングされており，CT伴い逐次近似画像再構成が登場し，発展本来の高分解能情報を SPECT の画質改善し続けています。近年では逐次近似画像に活用されるには至っていません。

再構成に三次元コリメータ開口補正技術

xSPECT は CT 座標系を基準として，SPECTが搭載され，画質向上に貢献しています。

を CT に高精度にアライメントすること

さらに SPECT・CT の登場とともに，CTで，CT データを位置合わせのために加工画像を用いた減弱補正によって，正確なする必要がなく，撮像時の高分解能情報深部画像情報が得られるようになりましを最大限活用することが可能です。そのた。
「xSPECT」は，従来のメリットに加え結果，これまで以上に SPECT・CT を高精て、更なる高画質を実現する新たな画像度に統合したボクセル画像再構成を実現再構成技術として期待されています。

しました（図 1）。 一方で，新しい様々「SPECT を CT のイメージフレームにな補正情報を組み込むことでデータ量が揃える」これが xSPECT のコンセプトです。 膨大となり，OSEM 法などの場合，画像36

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図１ xSPECT 画像再構成
再構成の収束処理に多くの時間を要する被検者を周回し，体内から放出されるガことになります。これを解決するため，ンマ線がコリメータを通して検出されま新しい画像再構成法として OSCGM 法を採す。xSPECT では，このデータ収集時に生用しました。CG（Conjugated Gradient：

じる検出器回転時のたわみを並進方向（x，共役勾配）法には従来のメリット関数がy，z），回転方向（yaw，pitch，roll）の低カウントデータのようなノイズの多い計 6 方向で実測したモデルデータを，補環境に適さないという課題があるため，正情報として使用します。次に，コリメ

この課題を解消するノイズ環境に強いデータ開口補正です。現行法ではコリメーータモデルに修正し，その新しいメリッタ孔の幾何学的構造に応じて，ガウス分ト関数を搭載した CG 法を使用すること

布の点拡がり関数（PSF：Point Spread

で画像データの収束性能が大幅に向上しFunction）を算出し，分解能補正情報とています。これによって複雑なデータ処して用いていましたが，xSPECT では以下理に対しても臨床で利用可能な再構成処の 2 点を搭載することでより正確な分解理時間を実現しました。

能補正を実現しています。
一点目は，点拡がり応答関数（PSRF：

3.高分解能画像を支える SPECT 補正技術

Point Spread Response Function）としSPECT の画像再構成においても，新して，低エネルギー高分解能（LEHR）コリい補正技術を搭載しました（図 2）。まず，メータの視野全域にわたり，実測値を三ガントリ回転時に生じるたわみ補正で次元的に展開したデータを用いる点です。

す。SPECT 撮像では，ガンマ線検出器が37

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図 2 高分解能画像の基礎となる最新の SPECT 補正技術

このデータにはコリメータセプタのペネ

4. CT 本来の高分解能情報を活用したトレーション応答が含まれるため，後述xSPECT Bone
骨シンチグラフィで使用する 99mTc 製の定量計測の精度向上にも貢献しています。

剤が主に骨組織に分布することから，二点目は，コリメータベクトルマップ

xSPECT 画像再構成で骨組織と非骨組織を用いたコリメータ孔の方向偏差の補正を区別するため，セグメンテーション技です。ベクトルマップは，コリメータ製術を応用したアプリケーションが造の過程で生じる，無数にあるコリメーxSPECT Bone です（99mTc 核種，LEHR コリタ孔の方向の，実設計に対する微小な偏メータによる骨シンチグラフィ専用）。

差をシーメンス特許技術で測定した分布

CT 画像から，空気，脂肪，軟部組織，海情報です。

綿骨，皮質骨，金属の 6 つのゾーンにセ38

TOPICS図3

XSPECT 画像再構成のプロセス（xSPECT Bone）

グメンテーション処理したゾーンマップ

5．SPECT 画像定量化技術 xSPECT Quantを作成し，それらの境界情報を xSPECT

腫瘍領域における定量計測は RI 内用画像再構成で利用することで分解能の高療法における線量計測への適用が実施さい画像を提供します（図 3,図 4）。画像再れ，既に治療計画やモニタリングで応用構成のプロセスにおいて，SPECT 推定画されていますが、臨床ルーチンではプラ像をゾーンごとにフォワードプロジェク

ナー画像による評価が主流です。一方で，ションし，投影空間で個別に扱われます。

SPECT 定量化についても様々な手法が研

境界情報を維持した投影画像を利用する

究・提案されていながらも手順が煩雑でことで，高分解能な骨 SPECT 画像を得るあることや，システムや施設特有の値にことができます。

なるため，標準化には様々な課題を有しています。xSPECT Quant は，高精度なアライメントと，これまでにない正確な補正をベースに，57 Co 密封点線源（図 5）を用いたシステムキャリブレーションを行います。簡便に SPECT ボクセル値を39

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図4xSPECT Bone 臨床例 大阪大学医学部附属病院提供

Bq/mL や SUV 単位で扱うことが可能で高精度かつ再現性の高い三次元定量画像の提供を実現しました（図 6）。同線源はNIST（National Institute of Standardsand Technology：アメリカ国立標準技術研究所）トレーサブルであり，トレーサビリティの不確かさは 3％以内（99％信頼区間）です。この線源を用いたシステ
ムの校正、ドーズキャリブレータ測定により標準放射能濃度のクロスチェックが可能です。つまりは装置の定量計測値をを標準化することができ、かつ，装置間で比較できる環境の整備にも貢献します。
更に他施設間での定量比較も NIST トレーサブル 57 Co 密封点線源と Symbia
Intevo の組み合わせによって精度の高

図5

い定量計測を行うことが可能となります。 源
現在は，LEHR コリメータを使用した

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NIST トレーサブル 57 Co 密封点線TOPICS

図 6 xSPECT Quant （腰椎骨折症例）フリードリッヒ・アレクサンダー大学提供

99m

Tc イメージングにのみ対応しています

分解能情報を最大限活用した高分解能画が，将来の拡張性に向けた開発が行われ像と NIST トレーサブル 57 Co 密封点線源ており、更なる臨床応用が期待されていを用いた定量計測を実現し，腫瘍のスクます。

リーニングだけでなく，変性疾患の鑑別や治療モニタリング等，様々な領域への6.さいごに活用が期待されます。
「xSPECT」による核新たな再構成技術「xSPECT」は，CT の医学診断の更なる発展に貢献します。

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