Deep learning reconstruction of drip-infusion cholangiography acquired with ultra-high-resolution computed tomography

概要

論

文

の

全

文

要

約

超高精細 CT で撮影された点滴静注胆道造影 CT 画像
における深層学習を使用した画質改善の検討

主指導教員：粟井
（医系科学研究科

和夫

教授

放射線診断学）

副指導教員：田代

聡

（原爆放射線医科学研究所

教授

細胞修復制御学）

副指導教員：大段 秀樹 教授
（医系科学研究科 消化器・移植外科学）

成田

圭吾

（医歯薬保健学研究科

医歯薬学専攻）

【目的】肝切除術等では、術後の胆道合併症を回避するため、術前に画像で胆道の解剖を詳細に
把握しておくことが臨床的に重要である。点滴静注胆道造影 CT（Drip-infusion
cholangiography acquired with computed tomography: DIC-CT）は末梢の胆管の評価に優れ
ているが、従来の CT よりも空間分解能の高い超高精細 CT を用いれば、さらに末梢胆管の描出
を向上させることができる可能性がある。しかしながら、超高精細 CT は従来の CT と比べて相
対的に X 線線量が不足するため、画像ノイズが増加し画質が劣化することが問題である。我々
の研究室で開発した深層学習を応用した画像再構成法（Deep learning reconstruction：DLR）
では超高精細 CT で撮影された腹部 CT の画質を改善できることが報告されており、DLR を用
いることにより超高精細 CT で撮影された DIC-CT 画像の画質を改善できる可能性がある。そ
こで我々は超高精細 CT で撮影された DIC-CT 画像における DLR の有用性を検討した。
【方法】対象は、当院で超高精細 CT を使用して DIC-CT を撮影された 30 症例である。CT 画
像を、1)従来法であるハイブリッド型逐次近似画像再構成法(hybrid type iterative
reconstruction: Hybrid-IR）、2）理論的には最も正確な画像再構成法であるモデルベース逐次近
似画像再構成法（Model-based iterative reconstruction: MBIR)、3）DLR で、それぞれ画像再
構成を行った。総胆管と脊柱起立筋に関心領域を設定し、平均 CT 値を計測した。脊柱起立筋は
標準偏差も併せて測定し、これを画像ノイズと定義した。次に総胆管のコントラストノイズ比
（CNR：contrast-noise ratio）を算出した。また、定性的な評価として胆管の見え方（2-4 次分
枝）を 5 段階スコアにて評価し、胆管の全体的な画質についても 5 段階スコアで評価した（胆
管の見え方：1＝描出不良、5＝明瞭に描出されている、全体的な画質：1＝診断不可能な画質、
5 =良好な画質）。統計学的な差の検定には Wilcoxon signed rank test を用い、Bonferroni 補正
で統計学的多重性の補正を行った。
【結果】画像ノイズは DLR で最も低く、Hybrid-IR で最も高かった（p<0.01）。CNR は DLR
で最も高く、Hybrid-IR で最も低かった（p<0.01）。胆管の全体的な画質は DLR で最もスコア
が高くなっており（p<0.01）、Hybrid-IR と MBIR はほぼ同程度であった（p=0.77）。一方で、
胆管の見え方に関しては第 2 次分枝では hybrid-IR が最もスコアが低く、DLR と MBIR はほぼ
同様、第 3・4 分枝では MBIR が最もスコアが高く、Hybrid-IR が最もスコアが低くなっていた。
【考察】DLR は Hybrid-IR や MBIR と比べて画像ノイズが低く、CNR は高かった。また全体
的な画質も高いスコアが得られた。DLR は画像ノイズを低減することで MBIR よりも腹部超高
精細 CT の画質を改善することができると報告されており、我々の結果もこの報告に矛盾ないも
のであった。一方で、胆管の見え方に関しては第 2 分枝では DLR と MBIR でほぼ同様であった
が、第 3-4 分枝ではその差は小さいものの MBIR のほうが DLR よりもスコアが高くなっていた。
MBIR はコントラストや分解能を保ちながら画像ノイズを低減でき、特にコントラストが強い
血管の評価に優れていると報告されている。血管と同様に DIC-CT における末梢胆管はコント
ラストが強いため、その描出には DLR よりも MBIR のほうが優れていると考えられた。結論と
して、DLR は超高精細 CT で撮影した DIC-CT 画像を定量・定性的に改善することができると
考えられた。