核医学画像と形態画像の重ね合わせ

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作成： 1999/04/20 松平　正道データ番号　　　：030122 核医学画像と形態画像の重ね合わせ目的　　　　　　：異なる画像装置による画像の重ね合わせ技術放射線の種別　　：エックス線,ガンマ線放射線源　　　　：放射性医薬品、X線CT、MRI 応用分野　　　　：医用画像概要　　　　　　：　SPECTやPETに代表される核医学機能画像と、CTやMRIに代表される解剖学的画像を重ね合わせることにより、単独では得にくい詳細な機能解剖情報を得ることができる。重ね合わせの方法には、体表マーカを使用する方法、体表マーカを使用せず画像を重ね合わせを行う方法、自動座標マッチングを用いる方法などがある。日常臨床における重ね合わせは、短時間で精度よく行え、操作が容易であること等が必要である。詳細説明　　　　：　核医学的機能画像（SPECT、PET）と解剖学的画像（MRI、CT）の重ね合わせの意義は、（1）核医学画像の正確な解剖学的位置の同定（2）核医学画像の部分容積効果の補正への利用（3）核医学画像における関心領域のより正確な設定（4）解剖学的画像における病変部位の質的および機能的診断能の向上（5）放射線治療、外科的治療における病変部位のより正確な範囲決定にある。　重ね合わせ用の画像処理装置としては、核医学画像装置付属のコンピュータ、ワークステーション、パソコンなどが利用されるが、核医学画像装置付属コンピュータには精度の高い重ね合わせのソフトウエアが少なく、現在はUNIXワークステーション等に高性能なソフトウエアが組み込まれている。画像統合には、画像データフォーマットの公開、データ転送の面で機器メーカの協力が必要である。この方法が最も有用な臓器は脳であり、高精度の重ね合わせ画像が期待できる。脳を対象として開発されたソフトウエアも他の臓器に応用可能と考えられる。異種画像装置の画像の重ね合わせに対しては、MR画像などに生じる画像歪み、画像のスケーリングの正確な把握が必要であり、画像間の座標の一致が必須である。重ね合わせには次のような方法があり、それぞれ特徴および長所と短所がある。（1）体表マーカを使用する方法　適切な体表マーカを用いれば、最も正確な座標の一致が期待される方法となる。体表マーカとしてはCT、MRI画像、核医学画像の両方で描出されるものを用いる必要がある。体表マーカを用いる最大の欠点は、過去にマーカ無しで撮像された画像に対して応用できない点である。（2）体表マーカを使用せずに撮像された画像の重ね合わせを行う方法　解剖学指標を用いて重ね合わせを行う方法である。脳においては前交連ー後交連、正中矢状面、脳表輪郭を利用する報告がある。正中矢状面を用いる方法が現実的と思われるが、病変により正中矢状面が偏位している場合は処理困難となる。多スライス断面を同時に表示しながら、対話的操作により両画像の座標のマッチングを行う方法もある。（3）自動座標マッチングを用いる方法　最小自乗法により両画像の輪郭が最も一致するようにマッチングさせる方法である。核医学画像から輪郭を一意的に抽出する方法や、病変の存在で両者の輪郭が一致しない部分の処理の点で問題がある。　　重ね合わせ画像は、画像内の両画像情報弁別の方法および最終画像表示の手段を考える必要があり、核医学画像、CT、MRI、および重ね合わせ像をそれぞれ各スライスごとに表示できることがの望ましい。また日常臨床に応用可能な条件としては、体表マーカを用いないこと、可能なかぎり自動マッチングであること、三次元的な重ね合わせが可能であり精度が高いこと、システムが安価で操作が容易であること、短時間で行えること、画像間のやりとりがオンラインで可能なこと、関心領域が両画像で同時に設定できること、核医学画像間の演算処理画像をCT/MRI画像に重ね合わせできることが求められる。図1　核医学画像と形態画像の重ね合わせ　この図は18F-FDGを用いた対向検出器型ガンマカメラによる肺がんのコインシデンスPET像（上段）と同部位のＸ線CT増（中段）を重ね合わせた画像（下段）である。肺門部と前胸壁部に18F-FDGの集積部が存在するが、胸壁部の集積が骨または肺内でないことが判明する。コメント　　　　：　モダリティの異なる画像装置による画像重ね合わせの意義と重ね合わせ技術の現状が理解できる。画像間の重ね合わせの大きな効果は主に核医学画像に付加価値を与えることである。原論文１ Data source 1：核医学画像と解剖学的画像(CT/MRI)の重ね合わせの現状と普及に向けての提案日本アイソトープ協会医学・薬学部会核医学イメージング・検査技術専門委員会 ISOTOPE NEWS, 1997年11月号、pp.32-33 キーワード：SPECT、PET、CT、MRI、座標の一致、体表マーカ、解剖学的指標、自動座標マッチング、画像表示 single photon emission computed tomography、positron emission tomography、computed tomography、magnetic resonance imaging、corresponding coordinates、body surface marker　anatomical marker、automatic coordinate matching、image display 分類コード：030403
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