自動露出制御機能を使用した胸部正面像における最適なexposure index算出方法の検討

摘要

Fifty posterior-anterior chest radiographs taken using an auto exposure control were evaluated in order to find an optimum determination method of the exposure index (EI). Four types of the relevant image regions were tested: (a) full image, (b) central25% area, (c) full image excluding direct x-ray area, and (d) pulmonary area only, whereas four types of the value of interest (VOI) were adopted to each relevant image region: mean, median, mode, and middle. When the target EI was determined as the average of the 50 images, the deviation index (DI) was within ±1.0 only if pulmonary area was selected as the relevant image region, with the VOI of mean, median, and middle. This result strongly suggests that pulmonary area should be selected as the relevant image region of an EI when an auto exposure control is used.%一般撮影領域へのディジタルシステムの導入は，国内でcomputed radiography(CR)が発売された1983年に始まり，1998年にはflat panel detector(FPD)が発売された.この間多くの医療施設では，一般撮影装置をアナログシステムからディジタルシステムに移行しており，2011年の浅田らの調査では，約96%の施設が既にディジタルシステムを導入していると報告されている.一般撮影領域において，アナログシステムでは撮影線量の過不足はフィルム濃度として表現されていた.一方で，ディジタルシステムに移行後は，撮影線量不足についてはプリントァゥトしたフィルム画像の粒状性の悪化により知ることができたが,線量過多については知ることが難しく，ディジタルシステムへの移行に伴って撮影線量が増加しているとの報告もある.更に，モニタ診断に移行した今日では.撮影線量の過不足を解像力や輝度の異なる各種混在したモニタの画像で判断することは困難である.このような状況の下，多くの一般撮影ディジタルシステムメーカは検出器への入射線量を推定し，メーカ独自の線量指標を画像生成時に表示して撮影者に提供してきた.しかしメーカ独自の線量指標は，検出器面への入射線量に対して比例か反比例，真数か対数または平方根など，各メーカによりさまざまに定義が異なるために，標準化した線量指標が望まれてきた.そこで2008年に，国際電気標準会議(International Electrotechnical Commission: IEC)よりIEC62494-1 EXPOSURE INDEX OF X-RAY IMAGENG SYSTEMが標準化された線量指標(exposure index: EI)として規格化された.EIは標準化された線量指標ではあるが,算定に用いるための関心領域(relevant image region)は「診断に関連する情報を包含する特定の検査画像のエリア」，また典型的には「露光パラメータを最適化する対象領域」とされていて，やや抽象的な表現にとどまっている.関心値(value of interest: VOI)についても，「統計的に中心傾向を示す値(代表値)として，平均値，中央値，最頻値など」とされている.このように，関心領域やVOIとして具体的にどの指標を使うべきかについて，明確な取り決めがなされていないのが現状である.EIの規格がこのような状況下で，胸部正面撮影のEIについて関心領域やVOIの設定がEIに与える影響を検討したいくつかの報告がある.中前らは，自動露出制御機能(auto exposure control: AEC)を使用した胸部正面撮影において，画像の固定された矩形領域を関心領域とした場合に，代表値としてヒストグラムの50パーセントタイル(中央値)と85パーセントタイルを比較し，85パーセントタィルの方がEIのばらつきが小さいとしている.また廣瀬らは，同じくAECを使用した胸部正面撮影において，ヒストグラムの90パーセントタイルを代表値として画像の固定された矩形領域を関心領域とした場合にばらつきの小さいEIが算定できるとしているが,代表値の設定については一般的に用いられている中央値との比較検討も必要としている.これらの報告では，関心領域として，装置メーカから提供されている検出器の固定された矩形領域のみを用い，その中のヒストグラムの特定の度数割合の画素値をVOIとしてEIを算出している.