ファントムモデルを用いたモンテカルロシミュレーションによるFPD胸部撮影における肺組織の被写体コントラスト
【目的】モンテカルロシミュレーションにより，二つのタイプのモデルファントムを使用して，CsI-FP胸部X線撮影で五つのX線ビーム（フィルタ70 kV，0.15 mm Cuフィルタ90 kV，0.2 mm Cuフィルタ90 kV，フィルタ120 kV，0.2 mm Cuフィルタ120 kV）について肺組織の被写体コントラストについて検討した．【方法】7億2千万個の光子を肺モデルファントム（幅：300 mm，長さ：300 mm，厚さ：200 mm，空間：120 mm），および縦隔モデルファントム（幅：300 mm，長さ：300 mm，厚さ：200 mm，空間：40 mm）に入射した．ファントムおよ...
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| Published in | 日本放射線技術学会雑誌 Vol. 79; no. 2; pp. 128 - 141 |
|---|---|
| Main Authors | , , , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
公益社団法人 日本放射線技術学会
2023
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0369-4305 1881-4883 |
| DOI | 10.6009/jjrt.2023-1290 |
Cover
| Abstract | 【目的】モンテカルロシミュレーションにより，二つのタイプのモデルファントムを使用して，CsI-FP胸部X線撮影で五つのX線ビーム（フィルタ70 kV，0.15 mm Cuフィルタ90 kV，0.2 mm Cuフィルタ90 kV，フィルタ120 kV，0.2 mm Cuフィルタ120 kV）について肺組織の被写体コントラストについて検討した．【方法】7億2千万個の光子を肺モデルファントム（幅：300 mm，長さ：300 mm，厚さ：200 mm，空間：120 mm），および縦隔モデルファントム（幅：300 mm，長さ：300 mm，厚さ：200 mm，空間：40 mm）に入射した．ファントムおよびCsI検出器における個々の一次および二次光子のプロセス（吸収，散乱，および射出）は，モンテカルロシミュレーションによって記録した．被写体のコントラストは，CsI検出器に入射および吸収された光子数によって計算した．【結果】肺組織の被写体コントラストは，低エネルギー線質のX線に対してより高かった．しかし，軟部組織および骨に重なる軟部組織の被写体コントラストは，フィルタの70 kVを除いて，線質の違いによる差はほとんどなかった．更にCsIで吸収される光子から得た被写体コントラストはCsIに入射する光子による被写体コントラストより高くなった．【結語】モンテカルロシミュレーションによる被写体コントラストの研究は，物理的な胸部ファントムの方法に置き換えることができることを示し，CsIで吸収される光子による被写体コントラストとCsIに入射する光子による被写体コントラストは異なることを示した．更に，軟部組織と骨に重なる軟部組織の被写体コントラストはほとんど変わらないことを検証した． |
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| AbstractList | 【目的】モンテカルロシミュレーションにより，二つのタイプのモデルファントムを使用して，CsI-FP胸部X線撮影で五つのX線ビーム（フィルタ70 kV，0.15 mm Cuフィルタ90 kV，0.2 mm Cuフィルタ90 kV，フィルタ120 kV，0.2 mm Cuフィルタ120 kV）について肺組織の被写体コントラストについて検討した．【方法】7億2千万個の光子を肺モデルファントム（幅：300 mm，長さ：300 mm，厚さ：200 mm，空間：120 mm），および縦隔モデルファントム（幅：300 mm，長さ：300 mm，厚さ：200 mm，空間：40 mm）に入射した．ファントムおよびCsI検出器における個々の一次および二次光子のプロセス（吸収，散乱，および射出）は，モンテカルロシミュレーションによって記録した．被写体のコントラストは，CsI検出器に入射および吸収された光子数によって計算した．【結果】肺組織の被写体コントラストは，低エネルギー線質のX線に対してより高かった．しかし，軟部組織および骨に重なる軟部組織の被写体コントラストは，フィルタの70 kVを除いて，線質の違いによる差はほとんどなかった．更にCsIで吸収される光子から得た被写体コントラストはCsIに入射する光子による被写体コントラストより高くなった．【結語】モンテカルロシミュレーションによる被写体コントラストの研究は，物理的な胸部ファントムの方法に置き換えることができることを示し，CsIで吸収される光子による被写体コントラストとCsIに入射する光子による被写体コントラストは異なることを示した．更に，軟部組織と骨に重なる軟部組織の被写体コントラストはほとんど変わらないことを検証した． |
| Author | 青木, 隆敏 田畑, 慶人 小田, 敍弘 上原, 周三 中野, 努 井手口, 忠光 赤澤, 博之 坂本, 肇 |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: 中野, 努 organization: 北九州宗像中央病院放射線科 – sequence: 1 fullname: 上原, 周三 organization: 九州大学名誉教授 – sequence: 1 fullname: 田畑, 慶人 organization: 京都医療科学大学医療科学部放射線技術学科 – sequence: 1 fullname: 坂本, 肇 organization: 順天堂大学保健医療学部診療放射線学科 – sequence: 1 fullname: 井手口, 忠光 organization: 九州大学大学院医学研究院保健学部門 – sequence: 1 fullname: 青木, 隆敏 organization: 産業医科大学放射線科学講座 – sequence: 1 fullname: 小田, 敍弘 organization: 京都医療科学大学名誉教授 – sequence: 1 fullname: 赤澤, 博之 organization: 京都医療科学大学医療科学部放射線技術学科 |
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| ContentType | Journal Article |
| Copyright | 2023 公益社団法人日本放射線技術学会 |
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| DOI | 10.6009/jjrt.2023-1290 |
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| Discipline | Medicine |
| EISSN | 1881-4883 |
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| ISSN | 0369-4305 |
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| Issue | 2 |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 日本放射線技術学会雑誌 |
| PublicationTitleAlternate | 日放技学誌 |
| PublicationYear | 2023 |
| Publisher | 公益社団法人 日本放射線技術学会 |
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| References | 1） Trout ED, Graves DE, Slauson DB. High-kilovoltage radiography. Radiology 1949; 52(5): 669–683. 10） Launders JH, Cowen AR, Bury RF, et al. A case study into the effect of radiographic factors on image quality and dose for a selenium based digital chest radiography system. Radiat Prot Dosimetry 1998; 80(1-3): 279–282. 14） Ullman G, Sandborg M, Dance DR, et al. Towards optimization in digital chest radiography using Monte Carlo modelling. Phys Med Biol 2006; 51(11): 2729–2743. 9） Oda N, Nakata H, Watanabe H, et al. Evaluation of an automatic-mode image processing method in chest computed radiography. Acad Radiol 1997; 4(8): 558–564. 16） Kuwahara C, Aoki T, Oda N, et al. Optimal beam quality for chest flat panel detector system: realistic phantom study. Eur Radiol 2019; 29(9): 4538–4543. 29） 滝川厚．X線質と被検体コントラストとの関係．日放技学誌 2013; 66(6): 662–667. 4） Chotas HG, Ravin CE. Digital radiography with photostimulable storage phosphors. Control of detector latitude in chest imaging. Invest Radiol 1992; 27(10): 822–828. 18） 小田敍弘，田畑慶人，水田正芳，他．肺結節の検出を目的としたCsI-FPD胸部撮影の最適線質．日放技学誌 2021; 77(4): 335–343. 26） 鴨下實，竹島治雄．X-RAY GRID選ぶ際のポイント．グリッドの理解vol.1. 株式会社三田屋製作所，東京，2018，4–7. 8） Oda N, Nakata H, Murakami S, et al. Optimal beam quality for chest computed radiography. Invest Radiol 1996; 31(3): 126–131. 25） 日本工業規格．Z 4910 : 2015（IEC 60627 : 2013）．診断用X線映像装置–汎用及び乳房用散乱線除去グリッドの特性．日本規格協会，東京，2015，1–22. 33） Samei E, Dobbins JT III, Lo JY, et al. A framework for optimising the radiographic technique in digital X-ray imaging. Radiat Prot Dosimetry 2005; 114(1-3): 220–229. 3） Vyborny J, Metz E, Doi K. Large area contrast prediction in screen-film systems. Proc Soc Photo Opt Instrum Eng 1980; 233: 30–36. 19） 小田敍弘，上原周三，中野努，他．FPD胸部撮影におけるX線線質と肺結節のコントラストノイズ比—胸部ファントムモデルを用いたモンテカルロシミュレーションによる解析—．日放技学誌 2022; 78(2): 159–170. 24） Birch R, Marshall M, Ardran GM. Catalogue of Spectral Data for Diagnostic X-rays. Hospital Physicists’Association, London, 1979. 23） Seltzer SM, Hubbell JH 著．前越久 監修．光子減弱係数データブック：第51回総会学術大会招待講演．日本放射線技術学会，1995，21–168. 11） Vyborny C, Bunch P, Chotas H, et al. Image quality in chest radiography. J ICRU 2003; 3(2): 13. 32） Kelsey CA, Moseley RD Jr, Mettler A Jr, et al. Comparison of nodule detection with 70-kVp and 120-kVp chest radiographs. Radiology 1982; 143(3): 609–611. 27） Aichinger H, Dierker J, Joite-Barfuß S, et al. Radiation Exposure and Image Quality in X-Ray Diagnostic Radiology: Physical Principles and Clinical Applications, Second edition. Springer, Berlin, 2012, 87–232. 7） Christensen EE, Dietz W, Murry C, et al. Effect of kilovoltage on detectability of pulmonary nodules in a chest phantom. AJR Am J Roentgenol 1977; 128(5): 789–793. 5） Anthony Seibert J, Shelton DK, Moore EH. Computed radiography X-ray exposure trends. Acad Radiol 1996; 3(4): 313–318. 6） Jacobson G, Bohlig H, Kiviluoto R. Essentials of chest radiography. Radiology 1970; 95(2): 445–450. 20） 浅田恭生，鈴木昇一，小林謙一，他．X線診断時に患者が受ける線量の調査研究（2011）による線量評価．日放技学誌 2013; 69(4): 371–379. 21） Asada Y, Suzuki S, Minami K, et al. Survey of patient exposure from general radiography and mammography in Japan in 2014. J Radiol Prot 2016; 36(2): N8–N18. 22） 日本工業規格．JIS Z 4915，胸・腹部用X線水ファントム．日本規格協会，2008，東京，2380–2382. 28） 小寺吉衛．コントラスト．放射線受光系の特性曲線．医療科学社，東京，1994，29，183. 31） Christensen EE, Dietz GW, Murry RC, et al. Grid versus non-grid techniques for the detection of pulmonary nodules in a chest phantom. Invest Radiol 1977; 12(5): 462–464. 17） 小田敍弘，黒川善之，上原周三，他．CsI-flat panel detectorを用いる胸部撮影における90 kV, 0.15 mm Cuフィルタ線質の評価．日放技学誌 2020; 76(5): 463–473. 12） Chotas HG, Floyd CE Jr, Dobbins JT 3rd, et al. Digital chest radiography with photostimulable storage phosphors; signal-to-noise ratio as a function of kilovoltage with matched exposure risk. Radiology 1993; 186(2): 395–398. 15） 小田敍弘，田畑慶人，中野努．胸部CR撮影のための適正な線質の検討．日放技学誌 2014; 70(11): 1265–1272. 30） 市川勝弘．写真コントラストを左右する因子．標準 ディジタルX線画像計測．日本放射線技術学会，オーム社，東京，2010，15–16. 13） Uffmann M, Neitzel U, Prokop M, et al. Flat-panel-detector chest radiography: effect of tube voltage on image quality. Radiology 2005; 235(2): 642–650. 2） Frik W, Gajewski H, Wachsmann F, et al. [Comparative investigations of the practical importance of the high voltage radiation technic in lungs radiography]. Fortschr Geb Rontgenstr 1955; 83(3): 330–342. (in German) |
| References_xml | – reference: 13） Uffmann M, Neitzel U, Prokop M, et al. Flat-panel-detector chest radiography: effect of tube voltage on image quality. Radiology 2005; 235(2): 642–650. – reference: 11） Vyborny C, Bunch P, Chotas H, et al. Image quality in chest radiography. J ICRU 2003; 3(2): 13. – reference: 15） 小田敍弘，田畑慶人，中野努．胸部CR撮影のための適正な線質の検討．日放技学誌 2014; 70(11): 1265–1272. – reference: 3） Vyborny J, Metz E, Doi K. Large area contrast prediction in screen-film systems. Proc Soc Photo Opt Instrum Eng 1980; 233: 30–36. – reference: 23） Seltzer SM, Hubbell JH 著．前越久 監修．光子減弱係数データブック：第51回総会学術大会招待講演．日本放射線技術学会，1995，21–168. – reference: 32） Kelsey CA, Moseley RD Jr, Mettler A Jr, et al. Comparison of nodule detection with 70-kVp and 120-kVp chest radiographs. Radiology 1982; 143(3): 609–611. – reference: 1） Trout ED, Graves DE, Slauson DB. High-kilovoltage radiography. Radiology 1949; 52(5): 669–683. – reference: 9） Oda N, Nakata H, Watanabe H, et al. Evaluation of an automatic-mode image processing method in chest computed radiography. Acad Radiol 1997; 4(8): 558–564. – reference: 24） Birch R, Marshall M, Ardran GM. Catalogue of Spectral Data for Diagnostic X-rays. Hospital Physicists’Association, London, 1979. – reference: 16） Kuwahara C, Aoki T, Oda N, et al. Optimal beam quality for chest flat panel detector system: realistic phantom study. Eur Radiol 2019; 29(9): 4538–4543. – reference: 27） Aichinger H, Dierker J, Joite-Barfuß S, et al. Radiation Exposure and Image Quality in X-Ray Diagnostic Radiology: Physical Principles and Clinical Applications, Second edition. Springer, Berlin, 2012, 87–232. – reference: 20） 浅田恭生，鈴木昇一，小林謙一，他．X線診断時に患者が受ける線量の調査研究（2011）による線量評価．日放技学誌 2013; 69(4): 371–379. – reference: 12） Chotas HG, Floyd CE Jr, Dobbins JT 3rd, et al. Digital chest radiography with photostimulable storage phosphors; signal-to-noise ratio as a function of kilovoltage with matched exposure risk. Radiology 1993; 186(2): 395–398. – reference: 18） 小田敍弘，田畑慶人，水田正芳，他．肺結節の検出を目的としたCsI-FPD胸部撮影の最適線質．日放技学誌 2021; 77(4): 335–343. – reference: 26） 鴨下實，竹島治雄．X-RAY GRID選ぶ際のポイント．グリッドの理解vol.1. 株式会社三田屋製作所，東京，2018，4–7. – reference: 21） Asada Y, Suzuki S, Minami K, et al. Survey of patient exposure from general radiography and mammography in Japan in 2014. J Radiol Prot 2016; 36(2): N8–N18. – reference: 4） Chotas HG, Ravin CE. Digital radiography with photostimulable storage phosphors. Control of detector latitude in chest imaging. Invest Radiol 1992; 27(10): 822–828. – reference: 25） 日本工業規格．Z 4910 : 2015（IEC 60627 : 2013）．診断用X線映像装置–汎用及び乳房用散乱線除去グリッドの特性．日本規格協会，東京，2015，1–22. – reference: 8） Oda N, Nakata H, Murakami S, et al. Optimal beam quality for chest computed radiography. Invest Radiol 1996; 31(3): 126–131. – reference: 10） Launders JH, Cowen AR, Bury RF, et al. A case study into the effect of radiographic factors on image quality and dose for a selenium based digital chest radiography system. Radiat Prot Dosimetry 1998; 80(1-3): 279–282. – reference: 28） 小寺吉衛．コントラスト．放射線受光系の特性曲線．医療科学社，東京，1994，29，183. – reference: 6） Jacobson G, Bohlig H, Kiviluoto R. Essentials of chest radiography. Radiology 1970; 95(2): 445–450. – reference: 31） Christensen EE, Dietz GW, Murry RC, et al. Grid versus non-grid techniques for the detection of pulmonary nodules in a chest phantom. Invest Radiol 1977; 12(5): 462–464. – reference: 5） Anthony Seibert J, Shelton DK, Moore EH. Computed radiography X-ray exposure trends. Acad Radiol 1996; 3(4): 313–318. – reference: 17） 小田敍弘，黒川善之，上原周三，他．CsI-flat panel detectorを用いる胸部撮影における90 kV, 0.15 mm Cuフィルタ線質の評価．日放技学誌 2020; 76(5): 463–473. – reference: 14） Ullman G, Sandborg M, Dance DR, et al. Towards optimization in digital chest radiography using Monte Carlo modelling. Phys Med Biol 2006; 51(11): 2729–2743. – reference: 30） 市川勝弘．写真コントラストを左右する因子．標準 ディジタルX線画像計測．日本放射線技術学会，オーム社，東京，2010，15–16. – reference: 33） Samei E, Dobbins JT III, Lo JY, et al. A framework for optimising the radiographic technique in digital X-ray imaging. Radiat Prot Dosimetry 2005; 114(1-3): 220–229. – reference: 2） Frik W, Gajewski H, Wachsmann F, et al. [Comparative investigations of the practical importance of the high voltage radiation technic in lungs radiography]. Fortschr Geb Rontgenstr 1955; 83(3): 330–342. (in German) – reference: 29） 滝川厚．X線質と被検体コントラストとの関係．日放技学誌 2013; 66(6): 662–667. – reference: 7） Christensen EE, Dietz W, Murry C, et al. Effect of kilovoltage on detectability of pulmonary nodules in a chest phantom. AJR Am J Roentgenol 1977; 128(5): 789–793. – reference: 22） 日本工業規格．JIS Z 4915，胸・腹部用X線水ファントム．日本規格協会，2008，東京，2380–2382. – reference: 19） 小田敍弘，上原周三，中野努，他．FPD胸部撮影におけるX線線質と肺結節のコントラストノイズ比—胸部ファントムモデルを用いたモンテカルロシミュレーションによる解析—．日放技学誌 2022; 78(2): 159–170. |
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| SourceID | jstage |
| SourceType | Publisher |
| StartPage | 128 |
| SubjectTerms | beam quality CsI flat panel detector （FPD） digital chest radiography （DR） pulmonary tissues subjective contrast |
| Title | ファントムモデルを用いたモンテカルロシミュレーションによるFPD胸部撮影における肺組織の被写体コントラスト |
| URI | https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjrt/79/2/79_2023-1290/_article/-char/ja |
| Volume | 79 |
| hasFullText | 1 |
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| isFullTextHit | |
| isPrint | |
| ispartofPNX | 日本放射線技術学会雑誌, 2023, Vol.79(2), pp.128-141 |
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