本日の内容本日は弊社 CALNEO シリーズを例にとり FPD の画像形成の仕組みからどのような画像品質項目があるかそれらがどのように管理されているかをご説明いたします併せて S 値 /EI 値についてもご説明いたします FPDの画像品質管理について画像の品質管理とは FPDとは / FP

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あまめあくや
5 years ago
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1 FPD の画像品質管理について富士フイルム ( 株 ) メディカルシステム開発センター桑原健

2 本日の内容本日は弊社 CALNEO シリーズを例にとり FPD の画像形成の仕組みからどのような画像品質項目があるかそれらがどのように管理されているかをご説明いたします併せて S 値 /EI 値についてもご説明いたします FPDの画像品質管理について画像の品質管理とは FPDとは / FPDでの画像取得の流れ品質管理することが推奨されている項目 FPDにおける画像品質自動調整 1ショットQCファントムPlus/ QCの手順 FPDの画像品質安定化の結果 S 値 /EI 値について S 値とは /EI 値とは EI 値の利用方法 EI 値の注意 ( 線質ポジショニング )

3 画像の品質管理とは画像品質管理とは以下のプロセスからなる 1 管理項目の変動が一定の管理幅に収まっていることを確認する 2 変動があればそれを調整し是正する画像品質管理 1 管理項目確認 2 調整昨今の国際規格の流れは画像品質管理はユーザーに任せて行こうというトレンド

フォトダイオード Gd 2 O 2 S:Tb (GOS) 蛍光体信号読取 TFT 読取 CsI:Tl (CsI) 蛍光体 GOS

4 FPD とは X 線一般撮影において近年様々な FPD が開発され医療機器に適用されるようになってきた FPD 直接変換方式 X 線電荷変換半導体信号読取 TFT 読取間接変換方式 a-se 光電変換層 X 線光子電荷変換蛍光体 + フォトダイオード Gd 2 O 2 S:Tb (GOS) 蛍光体信号読取 TFT 読取 CsI:Tl (CsI) 蛍光体 GOS 蛍光体 CsI 蛍光体 CR X 線潜像形成輝尽性蛍光体潜像光子変換レーザー走査光子電荷変換, 信号読取 PMT 読取 BaFX 蛍光体

5 FPD 画像取得の流れ撮像装置から画像データに至る流れは下記の通りこのうちアナログの部分が変動する可能性がある X 線装置 X 線電荷アナログ信号 ( 電圧 ) デジタル信号補正済みデジタル信号蛍光体 /TFT CR X 線装置 X 線励起プリアンプ光アナログ信号 ( 電圧 ) AD 変換デジタル信号補正処理補正済みデジタル信号表示 IP レーザーでスキャン PMT AD 変換補正処理表示

6 品質管理することが推奨されている項目下記の画像品質が変動することが考えられ管理することを推奨されている 1 管理項目発生原因 2 調整方法感度変動 ( 経時での平均値の変動 ) オフセット変動ゲイン変動画像ムラオフセット変動 ( 同一画像内の非一様性 ) ゲイン変動補正キャリブレーション補正キャリブレーション消去性能変動残像補正キャリブレーション鮮鋭度変動 (FPD では変動しない ) ( 不要 ) 線形性変動 (FPD では変動しない ) ( 不要 ) ジッター (CR のみ ) ( 縦の直線のギザギザ ) 幾何学ゆがみ (CR のみ ) ( 縦と横の長さのズレ ) ポリゴンミラー速度ムラ (CR のみ ) 副走査速度ムラ (CR のみ ) ポリゴン調整 (CR のみ ) フォーマット IP 調整 (CR のみ )

7 FPD における画像品質自動調整 CALNEO シリーズでは画像品質管理のうち負荷軽減のため 2 調整を自動化 CALNEO シリーズの画像品質管理 1 管理項目確認ユーザーによる確認 2 調整ユーザーによる調整 FPD による自動調整

8 FPD における画像品質自動調整自動調整によりユーザーが調整する負荷がなくなった自動調整方法補正画像から被写体信号以外の擬似的な信号 ( アーチファクト ) や変動要因を除去して画像品質を一定に保つ処理キャリブレーション補正に必要な情報を得るため事前に決められた条件で取得した画像を加工し変動パターンとアーチファクトを記録する処理 1 管理項目発生原因 2 調整方法感度変動 ( 経時での平均値の変動 ) 画像ムラ ( 同一画像内の非一様性 ) オフセット変動ゲイン変動オフセット変動ゲイン変動補正キャリブレーション補正キャリブレーション消去性能変動残像補正キャリブレーション FPD による自動調整

9 FPD における画像品質自動調整オフセット対象特徴補正キャリブレーション TFT に常時流れている電流による画像ムラ X 線量に関係しないため低線量ほど画像に悪影響 FPD 温度によっても変動撮影していないタイミングで自動読取実施し撮影画像から減算温度差も補正する仕組みありゲイン蛍光体や TFT の X 線量に比例するため線事前に一様曝射画像を得て感度ムラによる画像ムラ量によらず画像に悪影響時間や温度による変動はほとんどないおき撮影画像から除算残像前撮影で読み出し切れなかった TFT の残留電荷による残像高線量撮影の後の低線量撮影で悪影響となる時間とともに減衰する撮影直前に自動読取した画像と時間減衰モデル関数で推測した係数との乗算結果を撮影画像から減算

10 1 ショット QC ファントム Plus 多くの管理項目の確認を簡易化するため富士フイルムでは 1 ショット QC ファントム Plus を製品化位置合わせマーカー線形性鮮鋭度ジッターバーガーファントム幾何学ゆがみワイヤーメッシュ

11 QC の手順 (1 ショット QC ファントム Plus) コンソールアドバンスと組み合わせて 1 ショット QC ファントム Plus を使用すれば以下の手順で簡単に管理項目が確認可能 1mR 一様画像撮影 S=100 となる線量で QC ファントム撮影 100mR で QC ファントム撮影 ( 残像やきつけ ) 無曝射画像撮影感度変動画像ムラ鮮鋭度変動線形性変動ジッター幾何学歪み消去性能変動

12 QC の手順 (1 ショット QC ファントム Plus) 1 ショット QC ファントム Plus の使用結果はコンソールに表示記録結果表示日々の結果の推移表示

13 FPD の画像品質安定化がもたらすもの一般に FPD 画像品質は低線量で変動しやすい CALNEO シリーズでは FPD による自動調整により低線量でも安定した画質を維持線量を下げても安心して使用可能さらに付加価値ある画像処理も可能に

14 FPD の画像品質安定化がもたらすものダイナミック処理では低濃度部でのコントラストを上げても自然な粒状ダイナミック処理結果従来処理

15 FPD の画像品質安定化がもたらすものバーチャルグリッドでは低線量の画像でも散乱線推定が可能バーチャルグリッド処理結果グリッドなし実グリッド

16 FPD の画像品質管理まとめ画像品質管理には 1 管理項目確認と 2 調整があり定期的に画像品質管理することで FPD の画質を一定に維持昨今の国際規格の流れから画像品質管理はユーザーに任されるトレンド 1 管理項目確認 : 簡易化のため富士フイルムでは 1 ショット QC ファントムを製品化 2 調整 : CALNEO シリーズでは FPD による自動調整によりユーザーによる調整の負荷なし画像品質管理をすることで安心して低線量で撮影可能付加価値のある画像処理も実現可能に

17 本日の内容本日は弊社 CALNEO シリーズを例にとり FPD の画像形成の仕組みからどのような画像品質項目があるかそれらがどのように管理されているかをご説明いたします併せて S 値 /EI 値についてもご説明いたします FPDの画像品質管理について画像の品質管理とは FPDとは / FPDでの画像取得の流れ品質管理することが推奨されている項目 FPDにおける画像品質自動調整 1ショットQCファントムPlus/ QCの手順 FPDの画像品質安定化の結果 S 値 /EI 値について S 値とは /EI 値とは EI 値の利用方法 EI 値の注意 ( 線質ポジショニング )

18 S 値とは撮影部位毎の濃度安定化を目的として導入された感度指標撮影メニューに応じて関心領域のヒストグラムから自動検出濃度と関連する指標であるため変更し濃度調整可能 1023 L 値 Qmax 頻度縦隔輝尽発光量 X 線画像とヒストグラム X 線画像のピクセルのデジタル値でヒストグラムを作成することで大まかな臓器に分類することができる肺野軟部直接線部 511 Qmin 0 Smin Smax 0 Smin 1 2 Smax S 値撮影部位メニュー毎に画像を安定化させるための特徴的なポイントを自動検出する

19 S 値とは各社の感度指標は異なっており装置間の比較はできないこのため国際規格で EI(Exposure Index) 値が制定されることとなった代表的な各社の感度指標値メーカー指標の名称補足富士フイルム S 値コニカ S 値富士フイルムの S 値とは異なる Canon Siemens REX 値 EXI 値 CareStream EI 値国際規格の EI 値とは異なる Philips EI 値国際規格の EI 値とは異なる

20 を再起動して再度ファイルを開い挿入してください国際規格における EI 値とは FPD の到達線量を管理する目的で規定された指標画像を代表する画素値 (Vi) を抽出 ( 規定なく各社それぞれ ) 代表画素値 Vi から EI 値への変換 ( 規定あり各社共通線量に比例 ) 画像全域ヒストグラムで計算 FF, Canon, GE イメージを表示できませんメモリ不足のためにイメージを開くことができないかイメージが破損している可能性がありますコンピュータを再起動してイメージを表示できませんメモリ不足のためにイメージを開くことができないかイメージが破損している可能性がありますコンピュータてくださいそれでも赤い x が表示される場合はイメージを削除して特定 ROI のヒストグラムで計算コニカ, Philips IEC で標準化メーカー毎に異なる

21 EI 値の利用方法 E I T (Target EI) を施設のポリシーに応じて決めておき運用時には EI と EI T との差分指標である DI(Deviation Index) をゼロに近づけるように線量の修正をすることで最適な線量に近づけることが可能 EI 表示と利用のイメージ撮影 EI 計算 EI 表示すぐに条件修正次撮影 EI 計算 EI 表示 EI=500 DI=+3.0 DI が大きい EI=250 DI=0.0 DI がゼロ付近

22 EI 値の注意 ( 線質 ) EI 値には決められた校正条件がある校正条件以外では装置ごとに異なるので比較するときは注意 Exposure Ind dex GOS CsI CR 1mR(8.76μGy) における EI 値校正条件 Exposure Inde ex GOS CsI CR 1mR(8.76μGy) における EI 値 0 RQA3 RQA5 RQA7 RQA9 0 40kV 60kV 80kV 100kV 120kV 校正条件は RQA5 (70kV, AL21mm 付加 ) 管電圧が高いほど EI 値は高い値を示す傾向がある

23 EI 値の注意 ( ポジショニング ) 頸椎などポジショニングの影響を受けやすい部位があるので注意頸椎側面の例 : 前屈時後屈時で肩の高さが変化肩が上がるとそこで吸収され FPD 到達線量は変化 EI 値が変化 EI:73 EI:78 前屈時後屈時

24 S 値 /EI 値についてのまとめ S 値と EI 値はそれぞれの目的に応じた使用が必要 ( 同じ撮影条件での目安にはなるが線量計の代わりにはならない ) S 値 EI 値目的濃度安定化最適線量の管理線量との関係反比例比例撮影後の調整可不可 ( 濃度調整するため ) (FPD 到達線量指標のため ) ポジショニングの影響なしあり校正の仕組なしあり装置間比較不可 RQA5 でのみ可 EI 値は各社共通に近い指標を定めること以外に目標線量の設定と線量実績との乖離を把握是正をユーザーに任せて行こうとするトレンドに合わせて国際規格制定

25 CALNEO Smart ラインナップ 17x17CsI 17x17GOS 14x17CsI 14x17GOS 四切サイズ CsI 本日の QC, S 値, EI 値に関する話は弊社 CALNEO シリーズすべての FPD で共通です

26 ご静聴ありがとうございました

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Untitled 2017/06/24 第 74 回関地区 CR 研究会 1 富士フイルム株式会社 2 本日の内容第 1 部 : 単純 X 線撮影の変遷第 2 部 : 画像処理の歴史と進化 3 第 1 部 : 単純 X 線撮影の変遷 1. CR システム 2. FPD システム 3. FPD システムの高機能化 X 線画像の進化 4 初代 FCR の発売から小型化高速化高画質化を極めてきました CALNEO