【研究領域課題番号】CT-20K07988/" target="kaken" >20K07988 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

冠動脈疾患 / CT / 画像再構成 / 冠動脈CT / 多施設前向き試験 / 予後解析

【研究成果の概要】

近年，CT装置の発展に伴い，従来法であるフィルター逆投影（FBP法）より低被曝で撮像できる，逐次近似法（IR法）を用いた冠動脈CT検査が臨床に導入されてきた．しかし，患者の臨床転帰に対する影響については，撮像法を比較検討したデータが不足している．
本研究は，IR法がFBP法と比較して，患者の短期臨床転帰を有意に変えることがないことを明らかにするための，国内多施設が参加する無作為化比較試験である．本研究により「IR法は，患者の短期臨床転帰を変えることなく，冠動脈CTの低被曝化を可能である」ことを示し，低被曝CT検査の標準化を図ることができる．
本研究では狭心症患者を対象とし，従来の方法であるフィルター逆投影法を用いた冠動脈CT検査と比べた場合の，逐次近似再構成法を応用した低被曝冠動脈CT検査について，以下の2 点を国内多施設で前向きに評価する．
1．登録から90 日内に，侵襲的カテーテル検査(ICA; invasive coronary angiography)を行い，有意な狭窄病変を認めなかった患者の割合を主要評価項目とし，低被曝冠動脈CTの診療への影響を評価すること．
2．逐次近似再構成法を応用した低被曝冠動脈CT検査が画像解析法に与える影響について，臨床的に有益な情報を発信すること．
2021年度は，統括施設の東北大学及び，分担施設で実施許可を取得し，各施設で症例登録を行った．症例登録を継続中である．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】CT-26861016/" target="kaken" >26861016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CT / 2重エネルギー / dual energy / computed tomography / 逐次近似 / iterative reconstruction / 被ばく / radiation dose / iterative / image quality / 画質 / 画像再構成 / 被曝

【研究成果の概要】

(1) 2重エネルギーCTという次世代のCTにおいて、従来の画像再構成法であるFiltered back projection法と比較し、新たな画像再構成法である逐次近似画像再構成法を用いることで画質が向上した。 (2) 従来のCTと比較し、2重エネルギーCTの方が、CT値の精度を含めた、定量的な画質が良好であった。 (3) 通常の単純CTでの冠動脈カルシウムスコアと、（2重エネルギーCTから作成される）仮想単純CT画像での冠動脈カルシウムスコアが、よく相関した。この結果から、将来的に、カルシウムスコア用単純CTを省くことによる、CT被ばく低減と検査時間短縮の可能性が示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)

【研究分野】素粒子・核・宇宙線

【研究領域課題番号】CT-09874059/" target="kaken" >09874059 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

重イオン / エネルギー損失 / CT / 画像再構成

【研究成果の概要】

放射線医学総合研究所の重粒子線がん治療装置(HIMAC)からのビームを使用して、重イオンCTの実現可能性を検証するための研究を行った。CT測定用の試料としては、回転対称性をもつ円柱状ポリエチレン、非対称な円柱状ルサイト、およびポリエチレンの階段状ブロックを用意した。重イオンビームの照射方向は一定であるため、測定の際にこれらを載せて、ビーム照射室の外から遠隔操作で平行移動および回転ができる試料台を製作した。CT画像の解像度は試料に照射するビームサイズに大きく依存すると考えられるが、高エネルギー重イオンを細く絞ることは難しい。そこで、試料の上流と下流に径の小さいシンチレーション検出器を設置し、ビームがこの2つの検出器と試料を同時に通過したときのみ、そのエネルギーを最下流にあるBGO検出器で測定し、試料中でのエネルギー損失のデータとして取り込むという方法を考案した。1回目の実験では、これら検出器系のアライメント方法を確立するとともに、上記の方法により実質的にビームを3mm径に絞ったのと等価なデータを取得することに成功した。2回目では階段状試料を使用してBGO検出器のエネルギー較正行い、また回転対称性をもつ試料を用いて、回転操作は行わずに平行移動のみで画像再構成用データを取得した。この試料では、290MeV/uの炭素ビームを用いて、1測定点に対し1分程度の測定時間が必要であることがわかった。3回目の実験では、非対称な試料に対し回転操作と平行移動を行い、自動測定システムの総合テストを行った。またこれら実験と並行して、CT画像再構成のためのソフトウェアを整備中である。今年度における実験の結果、ほぼ当初計画していた通りの方法でデータが取得できることがわかったため、若干の装置改良等を行った後、まずは予備実験的な画像再構成用データの取得を目指したいと考えている。

【研究種目】萌芽的研究

【研究期間】1997

【配分額】2,100千円 (直接経費: 2,100千円)

【研究分野】情報工学

【研究領域課題番号】CT-61550257/" target="kaken" >61550257 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CT / 画像再構成 / 画像復元 / アナログ符号 / 級数展開法 / 円錐ビームによる画像再構成 / 3次元画像直接再構成 / 不完全投影 / 画像複元

【研究成果の概要】

現在, コンピュータ・トモグラフィ(CT)で対象の3次元像を直接再構成しようとする場合, 計算機の能力の不足がその実現を困難にしている. 本研究では, 将来, コンピュータの計算速度, 記憶容量の一層の向上により, この制約が除かれることを想定して, 次の立場から研究を進めてきた.
(1)計算機の計算速度が向上し, 記憶容量が増えれば, 3次元画像や, 動画像等の膨大なデータを扱うことが可能となる. この様な計算機の進歩を想定して, 今のうちに3次元画像や動画像を対象とした再構成理論の基礎を構築しておく必要がある.
(2)現在のCTで使われるノイズ抑制やデータ補正のための信号処理方法は極めて単純なものである. つまり, 現状では信号処理手法の良さを図る一つの尺度として, その計算量の少なさが重要視されているのである. 今後, 計算機が高速化し, 計算コストが下がれば, むしろ計算量が多く複雑でも, 高い能力を持った信号処理の手法が必要とされるようになる.
本研究では, 上記(1)の課題に対しては, 級数展開法と一般標本化定理に基づき, 円錐ビーム投影方式による三次元像再構成理論を導いた. また(2)の課題に対しては, 計算量が多くなるが, 画像の高周波の情報を失うことなく, ノイズ抑制, 画像補正を行うことのできる新しい信号処理手法として, 射影フィルタとアナログ符号の理論に基づく方法を導いた. この様な方法論により, 次のような成果が得られた. まず円錐ビーム方式により, 線源を対象の周りに一回転するだけで再構成に必要な全データが得られるが, ここで最適な標本点の決定と復元公式の存在可能性の証明を行った. また射影フィルタをCTに適した形に改良した. さらにアナログ符号理論により, 投影データに加わるインパルス性のノイズを訂正できることを示した.

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1986 - 1987

【配分額】2,100千円 (直接経費: 2,100千円)