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吸収補正の影響を低減した脳血流SPECT用頭部固定具の開発

大場 誠 山形大学

2021.03.31

概要

背景)
脳血流SPECT(single photon emission computed tomography)の画像再構成はフィルタ補正逆投影(filtered back projection: FBP)法、吸収補正Chang法が主流である。Chang法は頭蓋内組織を均一と仮定しているため、不均一な減弱係数分布を用いるCTAC(CT-based attenuation correction)法と比較して様々な影響を受けやすい。その要因の一つとして、頭部固定具の材質カーボンが画像再構成過程に影響を与えることが我々の先行研究でも明らかで、CT値が高いことが原因と考えられている。本研究ではカーボン製頭部固定具に代用可能なCT値が低値の素材で新規頭部固定具を開発し、その検証を行うことが目的である。

対象および方法)
研究1: プラスチック素材と木材のCT撮影を行った3断面の画像に8箇所のROI(region of interest)を配置し、平均CT値を測定した。
研究2-1: 2018年7月30日から2019年4月19日の期間、健常ボランティア10名を対象とした。
研究2-2: 2018年10月1日から2020年8月31日の期間、当院の脳血管障害疾患患者で頭部MRI、99mTc-ECD SPECTが施行された43名を対象とした。画像再構成法と吸収補正法の組み合わせを4群に分け、脳前方領域A、Bと脳後方領域Gの比A+B/G ratio、脳中央領域(カーボン製頭部固定具で覆われる領域)D、FとGの比D+F/G ratioを評価の指標として用いた。

結果)
研究1: 候補素材の中で押出発泡ポリスチレン(extruded polystyrene: XPS)のCT値が最も低値を示した。そのため、結果をもとにカーボン製の代用素材として採用し、新規頭部固定具を作製した。
研究2: 健常ボランティア、脳血管障害疾患患者のいずれにおいてもA+B/G ratioはFBP-ChangAC、OSEM-ChangACでXPS製よりカーボン製が有意に高く(P<0.01)、OSEM-CTAC、OSEM-NoACはカーボン製とXPS製で有意差を認めなかった。D+F/G ratioは有意差を認めなかった。

結語)
カーボン製とXPS製頭部固定具でのSPECT画像を健常ボランティアおよび脳血管障害疾患患者で比較した結果、A+B/G ratioはFBP-ChangAC、OSEM-ChangACにおいてXPS製よりカーボン製が有意に高く、OSEM-NoAC、OSEM-CTACは有意差を認めなかった。以上より、本研究においてXPS製を用いることで頭部固定具の影響のない吸収補正Chang法によるSPECT撮像を初めて実現した。

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