第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスにおけるIR法の有用性

鳥取大学医学部附属病院 放射線部
福 井 亮 平

本日の内容 トモシンセシスとは？
 従来のトモシンセシス

 IR法を用いた新しいトモシンセシス
 臨床例
 今後の展望第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

本日の内容 トモシンセシスとは？
 従来のトモシンセシス

 IR法を用いた新しいトモシンセシス
 臨床例
 今後の展望第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスとは？

トモシンセシスはディジタルの断層撮影。
Screen/FilmをFlat Panel Detectorに置き換え、任意高さの画像取得を可能とした撮影技術。

tomosynthesis= tomography + synthesis

断層合成

マンモグラフィ装置では様々なメーカーが実装しているが、一般撮
影領域では島津製作所とGE Healthcareの装置のみ。

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスとは？

トモシンセシスはディジタルの断層撮影。
Screen/FilmをFlat Panel Detectorに置き換え、任意高さの画像取得を可能とした撮影技術。

tomosynthesis= tomography + synthesis

断層合成

マンモグラフィ装置では様々なメーカーが実装しているが、一般撮
影領域では島津製作所とGE Healthcareの装置のみ。
逐次近似再構成を実装

トモシンセシスの画像

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

撮影方法は従来の断層撮影で言う“直線軌道”。
撮影の際にFPDが動く装置（島津）と動かない装置（GE）がある。

Metal wire

Table

conventional X-ray image

トモシンセシスの画像

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

撮影方法は従来の断層撮影で言う“直線軌道”。
撮影の際にFPDが動く装置（島津）と動かない装置（GE）がある。

Metal wire

Table

Tomosynthesis image

単純X線撮影に奥行方向の情報を与えることができる。

本日の内容 トモシンセシスとは？
 従来のトモシンセシス

 IR法を用いた新しいトモシンセシス
 臨床例
 今後の展望第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスの再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

初期のトモシンセシス再構成法はシフト加算法と呼ばれる再構成法であった。

＋

トモシンセシスの再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

初期のトモシンセシス再構成法はシフト加算法と呼ばれる再構成法であった。

＋＋

トモシンセシスの再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

初期のトモシンセシス再構成法はシフト加算法と呼ばれる再構成法であった。

＋＋＝

トモシンセシスの再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

初期のトモシンセシス再構成法はシフト加算法と呼ばれる再構成法であった。

＋＋＝
Tomosynthesis image

シフト加算法の利点は計算時間が早いことである。しかし、S/Fの断層撮影でも問題となった別断面にある高吸収体の流れ像を消しきれない。

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスの再構成シフト加算法の問題点を解決するために、現在のトモシンセシス再構成法として広く用いられているのがフィルタ補正逆投影法（FBP）である。これは、トモシンセシス撮影を角度に制限のあるCTの画像収集と捉え、限られた角度情報から断層画像を再構成する。
RSI
フィルタ処理LRSLI＊＝

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トモシンセシスの再構成

シフト加算法の問題点を解決するために、現在のトモシンセシス再構成法として広く用いられているのがフィルタ補正逆投影法（FBP）である。これは、トモシンセシス撮影を角度に制限のあるCTの画像収集と捉え、限られた角度情報から断層画像を再構成する。
再構成画像
LRS

LRSII
逆投影

フィルタ処理後のデータシフト加算法に比べ計算時間は延長するが、障害陰影を抑制し、コントラストも改善することができる。

トモシンセシスの再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

左図は従来から実装されているフィルタを使用したFBP再構成画像である。流れ像は改善されている。しかし、コントラストが満足できない。右図はフィルタ処理の際に直流成分をわずかに残すことで、コントラストを改善した画像となっている。

current FBP

new type of FBPトモシンセシスの再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

左図は従来から実装されているフィルタを使用したFBP再構成画像である。流れ像は改善されている。しかし、コントラストが満足できない。右図はフィルタ処理の際に直流成分をわずかに残すことで、コントラストを改善した画像となっている。

X線移動方向にアーチファクト

new type of FBP本日の内容 トモシンセシスとは？
 従来のトモシンセシス

 IR法を用いた新しいトモシンセシス
 臨床例
 今後の展望第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスでの逐次近似再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスの逐次近似画像再構成法（IR法）は最尤法を採用している。IR法導入の目的は金属アーチファクト低減であるが、safire17はさらに工夫を加えた再構成を行っている。
比較

補正

最初に再構成画像を作成

疑似投影データを作成

トモシンセシスでの逐次近似再構成

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスの逐次近似画像再構成法（IR法）は最尤法を採用している。IR法導入の目的は金属アーチファクト低減であるが、safire17はさらに工夫を加えた再構成を行っている。
投影データ

金属抽出

IR

合成画像

再構成画像

FBP画像との比較

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

IR法では当然計算時間が延長するため、再構成画像表示までの時間は掛かるが、高機能なワークステーションにより検査に支障が無い程度まで再構成時間は短縮されている。

FBP imageIR image

FBP画像との比較

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IR法では当然計算時間が延長するため、再構成画像表示までの時間は掛かるが、高機能なワークステーションにより検査に支障が無い程度まで再構成時間は短縮されている。

FBP imageIR image

FBP画像との比較

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

IR法では当然計算時間が延長するため、再構成画像表示までの時間は掛かるが、高機能なワークステーションにより検査に支障が無い程度まで再構成時間は短縮されている。

FBP imageIR image

FBP画像との比較

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

IR法では当然計算時間が延長するため、再構成画像表示までの時間は掛かるが、高機能なワークステーションにより検査に支障が無い程度まで再構成時間は短縮されている。

FBP imageIR image第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

断層厚の比較

また、IR法では断層厚も薄くなると言われている。本院で計測した結果を示す。
X-ray tube

Exposure conditions
75kV 2.5mAs 1.2msec
Reconstruction
FBP, IR

SID: 1100mm

Bead
Al plate
Acryl plate

OthersBead: φ = 0.3 mm
Al plate: Thickness = 1.0 mm
Acryl plate: Thickness = 10 mm

100mm

Angular range: 8, 20, 30, 40°

TableFPD

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断層厚の比較

また、IR法では断層厚も薄くなると言われている。本院で計測した結果を示す。

Section thickness [mm]14FBP12108IR64200102030

Angular range [°]4050

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 従来のトモシンセシス

 IR法を用いた新しいトモシンセシス
 臨床例
 今後の展望第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

臨床例
 post PLIFFBP imageIR image第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

臨床例
 post THA using ceramic cup

FBP imageIR image第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

臨床例
 post THA using metal cup

FBP imageIR image第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

臨床例
 post HTO (frontal view)

FBP imageIR image第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

臨床例
 post HTO (lateral view)

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 従来のトモシンセシス

 IR法を用いた新しいトモシンセシス
 臨床例
 今後の展望第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

今後の展望 トモシンセシス画像のMPR表示
 トモシンセシス画像の3D表示
 IR法における物理評価 臨床的有用性の検討

可能性は無限大！？

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

まとめ

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

トモシンセシスの臨床的意義は非常に高く、IR法使用によるアーチファクトの低減効果は臨床的価値を高める。しかし、処理の特性を理解し、症例や運用に合った再構成法を選択すべきである。また、物理的な評価も行われるべきであり、さらに検討されなければならない。

第15回 夏季学術大会 at 岡山大学

ご清聴ありがとうございました。