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宙溃邬
5 years ago
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1 成 26 度核医学領域け逐近似画像再構成法倉敷中央病院放射線技術部九州大学大学院医学系学府松紀和

2 核医学領域け逐近似画像再構成法核医学用い逐近似画像再構成法逐近似画像再構成法特徴問題点

3 核医学領域け逐近似画像再構成法核医学用い逐近似画像再構成法逐近似画像再構成法特徴問題点

4 逐近似画像再構成法基本初期値を仮定し画像を推定初期画像推定データ収集データ投影データ推定比較更新新た推定さた投影データ作成推定したデータを更新最終画像逆投影必要 iteration 回数 40-60

5 逐近似画像再構成法基本推定データ投影データ比較逐近似画像再構成式を簡単表現 X(n+1) = X(n)* 収集さた投影データ計算 ( 推定 ) さた投影データ割算を用い値を推定手法 * 最 2 乗値を求方法あ

逐近似画像再構成概念投影データ 1 12 15 26 x 1 x 2 x 3 9 投影データ 1 x 1 +x 4 +x 7 =12 x 2 +x 5 +x 8 =15 x 3 +x 6 +x 9 =26 9 個未知数対し 6

6 逐近似画像再構成概念投影データ x 1 x 2 x 3 9 投影データ 1 x 1 +x 4 +x 7 =12 x 2 +x 5 +x 8 =15 x 3 +x 6 +x 9 =26 9 個未知数対し 6 個連立方程式 x 4 x 5 x 6 30 x 7 x 8 x 9 26 投影データ 2 投影データ 2 x 1 +x 2 +x 3 =9 x 4 +x 5 +x 6 =30 x 7 +x 8 +x 9 =26 初期値を仮定し繰返し解く

7 逐近似画像再構成をやっ計算さた投影データ実測した投影データ未知数対し初期値 1 を仮定検出確率 Xj(n+1) = Xj(n) Σ(Yi*Aij / Zi(n)) ここ投影数逆数 x 1 (1) = 1 x { (24x0.5/3 + 12x0.5/3)} = 6 x 2 (1) = 1 x { (30x0.5/3 + 12x0.5/3)} = 7 x 3 (1) = 1 x { (36x0.5/3 + 12x0.5/3)} = 8 x 8 (1) = 1 x { (30x0.5/3 + 48x0.5/3)} = 13 x 9 (1) = 1 x { (36x0.5/3 + 48x0.5/3)} = 14 実測した投影データ計算さた投影データ逐近似 1 回目

8 逐近似画像再構成をやっ計算さた投影データ実測した投影データ x 1 (2) = 6 x { (24x0.5/ x0.5/21)} = 4.4 x 2 (2) = 7 x { (30x0.5/ x0.5/21)} = 5.5 x 3 (2) = 8 x { (36x0.5/ x0.5/21)} = 6.6 x 9 (2) = 14 x { (36x0.5/ x0.5/39)} = 逐近似 2 回目逐近似 3 回目

逐近似画像再構成概念逐近似 5 回 3.1 4.2 5.3 8.0 10.0 12.0 13.9 16.

9 逐近似画像再構成概念逐近似 5 回回答逐近似画像再構成投影データっしい値を推定方法

10 核医学用い逐近似画像再構成法 ML-EM 法 OS-EM 法 MAP 法 RAMLA 法 DRAMA 法全投影データ再構成画像を推定方法投影データをループ分け推定さこ ML-EM 法を高速化さた方法 ML-EM 法雑音対拘束条件あ先験確率を加えた方法 ML-EM 法緩和係数を入し, 画像拡散を制御 RAMLA 法緩和係数を制御した方法

1 1 2 2 代表的逐近似画像再構成 ML-EM 法 OS-EM 法 ML-EM 法 1

11 代表的逐近似画像再構成 ML-EM 法 OS-EM 法 ML-EM 法 1 OS-EM 法投影データを使っ計算投影データを分割し計算 (subset 数分割 )

12 Subset Iteration 関係 Subset 1 (ML-EM) Subset 5 Subset 10 Iteration 1 Iteration 5 Iteration 10 Iteration 25 Iteration 30 計算時間長く

13 Subset Iteration 関係 Subset1 不 Iteration90 (1subset=90view) Subset3 不 Iteration30 (1subset=30view) Subset9 不 Iteration10 (1subset=10view) Subset15 不 Iteration6 (1subset=6view) Subset30 不 Iteration3 (1subset=3view) Subset90 不 Iteration1 (1subset=1view)

14 核医学領域け逐近似画像再構成法核医学用い逐近似画像再構成法逐近似画像再構成法特徴問題点

15 逐近似画像再構成特徴ノイズ特性優い高信号領域ーチフトを軽減測定系起こ物理現象補正を組込こ

16 逐近似画像再構成特徴ノイズ特性優い FBP OSEM (PET)

17 逐近似画像再構成特徴 ㆯカウント画像再構成可能 FBP( 撮像時間 :20 分 ) OSEM( 撮像時間 :10 分 ) (SPECT)

18 逐近似画像再構成特徴 Half time acquisition (SPECT) (A) full time acquisition reconstructed with OSEM without AC (B) half time acquisition reconstructed with OSEM and RR without AC Iftikhar Ali et al, J Nucl Med 2009; 50:

19 逐近似画像再構成特徴 Half-time Half-dose A B (SPECT) (A) full dose acquisition with OSEM (B) half dose acquisition with OSEM and RR DePuey, E. Gordon, et al. Journal of Nuclear Cardiology 18.2 (2011):

20 逐近似画像再構成特徴高信号領域ーチフト軽減さ FBP OSEM (SPECT)

21 逐近似画像再構成特徴物理現象補正を組込こ核医学起い物理現象吸収 ( 減弱 ) ー吸収や散乱 γ 線計測さい散乱ー γ 線方向変わ, 無関係 ㆮ置計測さた, 計測さい空間分解能劣化ー幾何学的要因画像ボ

22 逐近似画像再構成特徴物理現象補正を組込こ OSEM 散乱線 + 減弱補正散乱線 + 減弱 + 分解能補正 (PET)

23 問題点

24 逐近似画像再構成問題最適再構成条件を求理論存在しい計算回数増加伴い雑音増加収束速度被写体依存機種依存性あ測定値影響をぼ

25 逐近似画像再構成問題計算回数増加伴い雑音増加 Iteration:1 Iteration:5 Iteration:15 Iteration:60 Iteration:200 (SPECT)

26 逐近似画像再構成問題収束速度被写体依存 60mm 40mm 20mm 10mm 同一濃度異場合 (SPECT)

27 逐近似画像再構成問題収束速度被写体依存濃度 4 濃度 0 濃度 2 同一濃度異場合 (SPECT)

逐近似画像再構成問題機種依存性あ自作プロラム画像再構成 Precedence Infinia Hawkeye SymbiaT6 SC+AC+RR Filter(-) メーカープロラム画像再構成 SC+AC+RR Filter(+) Astonish Evolution for Cardiac

28 逐近似画像再構成問題機種依存性あ自作プロラム画像再構成 Precedence Infinia Hawkeye SymbiaT6 SC+AC+RR Filter(-) メーカープロラム画像再構成 SC+AC+RR Filter(+) Astonish Evolution for Cardiac Flash-3D (SPECT) Tyler Hughes et al: A multi-center phantom study comparing image resolution from three state-of-the-art SPECT-CT systems. J Nucl Cardiol 2009.

29 逐近似画像再構成問題機種依存性あ 2D-OSEM (GMS5500) 2D-OSEM (GMS7700) Flash-3D 2D-OSEM (Xeleris) Evolution 2D-OSEM(Odyssey) Astonish Prominence Processor (SPECT) N.Matsutomo et al: Comparison of Several Commercial Ordered Subsets-Expectation Maximization Reconstruction Algorithms using Simulation Phantom SNM Annual Meeting Scientific Abstracts, 401P.

逐近似画像再構成問題測定値影響をぼ 11.3 3.4 11.2 4.8 10.9 5.1 10.7 5.3 2.4 2.

30 逐近似画像再構成問題測定値影響をぼ Iteration:1 Iteration:3 Iteration:5 Iteration:10 (PET)

31 点あ FBP OSEM FBP OSEM (PET) (SPECT)

32 核医学領域け逐近似画像再構成法必要ㄧ可画像再構成法核医学特有問題を解決点少存在投ㄨ量 ( 被曝線量 ) ㆯ減期