2021/09/29 更新

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フクイ リョウヘイ
福井 亮平
FUKUI Ryouhei
所属
保健学域 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士(保健学) ( 2018年9月   熊本大学 )

  • 学士(保健学) ( 2008年3月   岡山大学 )

研究キーワード

  • トモシンセシス

  • X線画像

  • 深層学習

研究分野

  • ライフサイエンス / 放射線科学  / 放射線技術学

学歴

  • 熊本大学   Graduate School of Health Sciences  

    2015年4月 - 2018年9月

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    国名: 日本国

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  • 岡山大学   Medical School   Department of Radiological Technology, Faculty of Health Sciences

    2004年4月 - 2008年3月

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    国名: 日本国

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論文

  • Effect of the Number of Projected Images on the Noise Characteristics in Tomosynthesis Imaging 査読

    Ryohei Fukui, Ryutaro Matsuura, Katsuhiro Kida, Sachiko Goto

    Progress in Medical Physics   32 ( 2 )   50 - 58   2021年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Korean Society of Medical Physics  

    添付ファイル: 論文_PMP_福井.pdf

    DOI: 10.14316/pmp.2021.32.2.50

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  • Application of a pixel-shifted linear interpolation technique for reducing the projection number in tomosynthesis imaging.

    Ryohei Fukui, Junji Shiraishi

    Radiological physics and technology   12 ( 1 )   30 - 39   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Tomosynthesis images are reconstructed from several projections. However, the number of projections is proportional to the exposure dose, and a reduction in the number of projections would result in a reduction of radiation dose to the patient but also degradation of image quality. The purpose of this study was to propose a new computerized method to supply interpolation images instead of real projection images for maintaining the number of projection images and image quality of reconstructed tomosynthesis images. A set of images comprising one-half the number of projection images [37 projections (Half set)], selected from the original full set of projection images [73 projections (Full set)], was used at an interval of one by one. In this study, the authors used a new linear interpolation technique (Shift-Linear method), which takes into account shifted distances between two corresponding pixels on two projection images. The image quality of tomosynthesis images reconstructed from the full set and the quasi-full projection images, which were produced from the Half set using the Shift-Linear method, was compared. Image quality was assessed in terms of modulation transfer function, noise power spectrum, contrast-to-noise ratio, and the detective quantum efficiency. Using this proposed method, the image quality of reconstructed tomosynthesis images could be maintained with the reduction of approximately 50% exposure dose.

    DOI: 10.1007/s12194-018-0488-8

    PubMed

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  • Effect of a cathepsin K inhibitor on arthritis and bone mineral density in ovariectomized rats with collagen-induced arthritis. 国際誌

    Takahiro Yamashita, Hiroshi Hagino, Ikuta Hayashi, Masako Hayashibara, Atsushi Tanida, Keita Nagira, Ryohei Fukui, Hideki Nagashima

    Bone reports   9   1 - 10   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Objectives: Cathepsin K is expressed by osteoclasts and synovial fibroblasts and degrades key components of bone and cartilage. Inhibition of cathepsin K protease activity may be beneficial for the prevention of bone erosion and cartilage degradation in rheumatoid arthritis (RA). The collagen-induced arthritis (CIA) rat model is well established for studying the pathology and treatment of RA. We investigated the effect of ONO-KK1-300-01, a cathepsin K inhibitor (CKI), on arthritis and bone mineral density (BMD) in rats with CIA. Methods: Seven-month-old female Sprague Dawley rats were divided into 5 groups: rats without CIA (CNT); CIA rats that underwent ovariectomy (OVX) and were treated with CKI; CIA rats that underwent OVX and were treated with vehicle (Veh); CIA rats that underwent sham surgery and were treated with CKI; and CIA rats that underwent sham surgery and were treated with Veh. CKI was orally administered at a dose of 15 mg/kg, thus initiating collagen sensitization, until death at 4 weeks. We evaluated hind paw thickness and the arthritis score every week until death. Radiographs of the resected left foot were obtained with a soft X-ray apparatus. Destruction of bone and cartilage was classified and scored as previously described by Engelhardt et al. BMD was measured by bone densitometry at the halfway point between the distal metaphysis and the diaphysis of the resected right femur. We also performed histomorphometry of the proximal left tibia, histological evaluation of arthritis, and a bone strength test. Results: CKI administration significantly reduced hind paw thickness and the arthritis score, and prevented a decrease in BMD. The radiographic score was significantly lower in the CKI group than in the Veh group. In the histomorphometric analysis, bone-resorption parameters were significantly lower in the CKI groups than in the Veh groups. CKI significantly inhibited synovial proliferation in the CIA rats. In the bone strength test, the ultimate stress was significantly higher in the CKI groups than in the Veh groups. Conclusion: Our findings indicate that cathepsin K inhibitors may inhibit systemic and local bone loss, ameliorate arthritis, and attenuate the decrease of bone strength in an animal model of arthritis.

    DOI: 10.1016/j.bonr.2018.05.006

    PubMed

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  • Evaluation of the effect of geometry for measuring section thickness in tomosynthesis.

    Ryohei Fukui, Rie Ishii, Junichi Kishimoto, Shinichiro Yamato, Akira Takahata, Chiyuki Kohama

    Radiological physics and technology   7 ( 1 )   141 - 7   2014年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Our aim in this study was to evaluate the effect of geometry for measuring section thickness in tomosynthesis by using a metal bead device (bead method). Tomosynthesis images were obtained from two types of tomosynthesis equipment, Safire17 (ST, Shimadzu, Kyoto, Japan) and XR650 (GT, GE Healthcare, Milwaukee, WI). After tomosynthesis radiography with each device, the bead tomosynthesis images were obtained by image reconstruction. The digital profile was obtained from the digital value of the bead central coordinate in the perpendicular direction, and we acquired the slice sensitivity profile (SSP). The section thickness was defined with the full width at half maximum obtained from the SSP. We investigated the change in section thickness under different evaluation conditions: the angular range, the height of the bead position, the source-image receptor distance (SID), and image processing. The section thickness decreased when the angular range and height of the bead position increased. Also, the section thickness varied with a change in the SID. The section thickness differed according to the geometry for measuring the section thickness. Thus, the effect of the geometry used for measurement should be considered when the section thickness in tomosynthesis is measured by the bead method.

    DOI: 10.1007/s12194-013-0243-0

    PubMed

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  • Evaluation of a noise reduction procedure for chest radiography.

    Ryohei Fukui, Rie Ishii, Kazuhiko Kodani, Yoshiko Kanasaki, Hisashi Suyama, Masanari Watanabe, Masaki Nakamoto, Yasushi Fukuoka

    Yonago acta medica   56 ( 4 )   85 - 91   2013年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: The aim of this study was to evaluate the usefulness of noise reduction procedure (NRP), a function in the new image processing for chest radiography. METHODS: A CXDI-50G Portable Digital Radiography System (Canon) was used for X-ray detection. Image noise was analyzed with a noise power spectrum (NPS) and a burger phantom was used for evaluation of density resolution. The usefulness of NRP was evaluated by chest phantom images and clinical chest radiography. We employed the Bureau of Radiological Health Method for scoring chest images while carrying out our observations. RESULTS: NPS through the use of NRP was improved compared with conventional image processing (CIP). The results in image quality showed high-density resolution through the use of NRP, so that chest radiography examination can be performed with a low dose of radiation. Scores were significantly higher than for CIP. CONCLUSION: In this study, use of NRP led to a high evaluation in these so we are able to confirm the usefulness of NRP for clinical chest radiography.

    PubMed

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MISC

  • トモシンセシス撮影におけるX線管回転中心の高さ設定が投影画像解像特性に及ぼす影響 査読

    太田雄大, 福井亮平

    医用画像情報学会雑誌   38 ( 2 )   108 - 113   2021年7月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)  

    添付ファイル: 38_108_Ota.pdf

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  • DR のダイナミック処理におけるDCNN 超解像処理の影響

    林 藍子, 白石 順二, 平田 更紗, 前川 賢斗, 山田 圭紀, 三宅 久美子, 中務 博章, 森広 雅史, 福井 亮平, 川下 郁生

    医用画像情報学会雑誌   37 ( 2 )   21 - 27   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:医用画像情報学会  

    <p>In this study, we evaluated the effect of a newly developed super-resolution processing using Deep Convolutional Neural Network (DCNN) on the images processed with the conventional dynamic processing in digital radiography (DR). We used human phantom images to obtain case samples of which each image included a lateral view of thoracolumbar junction. All case samples were processed without and with dynamic processing, which were ranging from 1 to 4 steps of image enhancement processing. Deep Denoising Super Resolution (DDSR) were trained and assessed using the supervised image (the original image) and the low-resolution image degraded to 1/3 of matrix size by binning from the original image. The effects of the DDSR on the conventional dynamic processing were assessed using the modified Ura method of Scheffe's paired comparison. The average psychological measures for interpreting vertebral body of thoracolumbar junction tended to increase as the enhancement of dynamic processing increased, regardless of the application of DDSR. The correlation between the average psychological measures without and with DDSR was very high with a correlation coefficient of 0.98. We conclude that the effect of the DDSR on the conventional dynamic processing would be neglected on the observation of a diagnosis object in DR.</p>

    DOI: 10.11318/mii.37.21

    CiNii Article

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  • 深層学習を用いたPET画像の減弱補正を目的とした疑似CT画像の作成

    福井 亮平, 藤井 進, 二宮 宏樹, 藤原 泰裕, 井田 智延

    日本放射線技術学会雑誌   76 ( 11 )   1152 - 1162   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本放射線技術学会  

    <p>Computed tomography (CT) is used for the attenuation correction (AC) of [F-18] fluoro-deoxy-glucose positron emission tomography (PET) image. However, acquisition of a CT image for this purpose requires increasing the radiation dose of the patient. To generate a pseudo-image, a generative adversarial network (GAN) based on deep learning is adopted. The purpose of this study was to generate a pseudo-CT image, using a GAN, for the AC of the PET image, with the aim of reducing the dose of the patient. A set of approximately 15,000 no-AC PET and CT images was used as the training sample, and the CycleGAN was employed as the image generation model. The training samples were inputted in the CycleGAN, and the hyperparameters, i.e., the learning rate, batch size, and number of epochs were set to 0.0001, 1, and 300, respectively. A pseudo-PET image was obtained using a pseudo-CT image, which was used for the AC of the no-AC PET image. The coefficient of similarity between the real and generated pseudo-images was estimated using the peak signal-to-noise ratio (PSNR) , the structural similarity (SSIM), and the dice similarity coefficient (DSC). The average values of PSNR, SSIM, and DSC of the pseudo-CT were 31.0 dB, 0.87, and 0.89, and those of the pseudo-PET were 35.9 dB, 0.90, and 0.95, respectively. The AC for the whole-body PET image could be accomplished using the pseudo-CT image generated via the GAN. The proposed method would be established as the CT-less PET/CT examination.</p>

    DOI: 10.6009/jjrt.2020_JSRT_76.11.1152

    CiNii Article

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  • ディジタルトモシンセシス画像のノイズ特性測定を目的としたRadial Frequency法の変則法の提案

    福井 亮平, 白石 順二

    医用画像情報学会雑誌   35 ( 1 )   6 - 11   2018年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:医用画像情報学会  

    <p>The measurement method for the noise property of the digital tomosynthesis image has not been standardized in any guidelines or papers. Currently, a noise in a digital tomosynthesis image has been commonly measured using a 2-D fast Fourier transform(2D-FFT)method. The purpose of this paper is to propose a new method for measuring the noise property of a digital tomosynthesis image, which applies the radial frequency(Radial)method with a limited angular range (LAR)for data acquisition. Although the Radial method was used to obtain the power spectrum from all angles(360°)around the origin, the LAR method acquired the power spectrum in the limited angle regions. When the noise properties acquired by the LAR method with the limited angles of 3°, 5° and 15° were compared to those obtained through the Radial method and the 2D-FFT method. The results of the LAR method had the large differences compared to those of the Radial method in the u-axis direction. Further, the noise property of the LAR method and the 2D-FFT method showed a higher correlation in both axis directions. In conclusion, we believe that the noise properties of the digital tomosynthesis image can be measured by using the LAR method with a limited angle of 5°.</p>

    DOI: 10.11318/mii.35.6

    CiNii Article

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講演・口頭発表等

  • 研究事例1(AI技術の生成モデルを用いた患者被ばく低減) 招待

    福井亮平

    日本放射線技術学会中国四国支部 第22回夏季学術大会 画像情報研究会  2021年7月4日 

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    開催年月日: 2021年7月3日 - 2021年7月4日

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    添付ファイル: 令和3年度_夏季学術大会_研究事例1.pdf

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  • GANの核医学領域への応用(核医学領域) 招待

    福井亮平

    日本放射線技術学会中国四国支部 第22回夏季学術大会  2021年7月3日 

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    開催年月日: 2021年7月3日 - 2021年7月4日

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    添付ファイル: 令和3年度_夏季学術大会_シンポジウム.pdf

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  • Suggestion for Dose Reduction of the PET/CT Imaging by Using the Generated Pseudo CT Image Based on the Deep Learning

    Fukui R, Sakimoto S, Fujii S, Ninomiya H, Ida T, Fujiwata Y

    Radiological Society of North America 106th Scientific Assembly and Annual Meeting (RSNA2020)  2020年11月30日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: RSNA2020_education exibit.pdf

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  • 深層学習により作成したPET-to-CT画像の減弱補正への適用

    福井亮平, 﨑本翔太, 藤井進, 二宮宏樹, 井田智延, 藤原泰裕

    第2回日本核医学会中国・四国支部会  2020年5月2日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: 演題13_JSNM中四国支部会_oral_fukui.pdf

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  • 深層学習をベースとしたPET-to-CT画像生成の試み

    福井亮平, 﨑本翔太, 藤井進, 二宮宏樹, 井田智延, 藤原泰裕

    第30回山陰デジタル画像研究会  2020年2月22日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: 山デジ_PETtoCT_福井.pdf

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  • DCNNによる超解像処理におけるDR圧縮処理の影響

    林藍子, 平田更紗, 前川賢斗, 山田圭紀, 三宅久美子, 中務博章, 森広雅史, 福井亮平, 川下郁夫, 白石順二

    医用画像情報学会令和元年度春季(第186回)大会  2020年2月1日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: MII2020_poster.pdf

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  • Influence of the Center of Rotation of the X-ray Tube in Tomosynthesis Imaging

    Ota Y, Fukui R

    Radiological Society of North America 105th Scientific Assembly and Annual Meeting (RSNA2019)  2019年12月6日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: RSNA2019_educational exhibit_1019.pdf

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  • PET画像における深層学習を用いた疑似CT画像作成による減弱補正法の検討

    福井亮平, 﨑本翔太, 藤井進, 二宮宏樹, 井田智延, 藤原泰裕

    第47回日本放射線技術学会秋季学術大会  2019年10月19日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: JSRT_Autumn2019_oral.pdf

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  • 深層学習によるPET画像を用いた疑似CT画像作成の試み

    福井亮平, 﨑本翔太, 藤井進, 二宮宏樹, 井田智延, 藤原泰裕

    第15回中四国放射線医療技術フォーラム(CSFRT2019)  2019年9月22日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: CSFRT2019_oral.pdf

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  • AIの概要と医用分野への応用について 招待

    福井亮平

    第25回医用画像情報研究会サマースクール  2019年9月8日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    添付ファイル: 第25回サマースクール_AI.pdf

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  • PET/CTで指摘された肝膿瘍を疑わせる1例

    福井亮平

    日本放射線技術学会中国四国支部 第20回夏季学術大会 核医学研究会  2019年7月7日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: 令和1年度夏季_核医学_症例報告0706.pdf

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  • トモシンセシスにおけるX線管回転中心の高さが解像特性に与える影響

    太田雄大, 福井亮平

    第75回日本放射線技術学会総会学術大会  2019年4月14日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: JRC2019_Cypos_0227.pdf

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  • 深層学習による超解像技術を応用した顎関節トモシンセシス撮影の線量低減

    福井亮平, 白石順二

    第75回日本放射線技術学会総会学術大会  2019年4月13日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: JRC2019_Cypos_last.pdf

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  • Flat Panel Detectorにおける斜め45度方向の解像特性

    石井里枝, 福井亮平, 石井美枝, 眞田泰三, 吉田彰

    第75回日本放射線技術学会総会学術大会  2019年4月11日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    添付ファイル: JRC2019_Cypos_20190222.pdf

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 人工知能技術を応用した患者被ばくを低減する新しいPET検査法の提案

    研究課題/領域番号:20H01129  2020年04月 - 2021年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究  奨励研究

    福井 亮平

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    配分額:480000円 ( 直接経費:480000円 )

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  • X線画像評価用模型(ファントム)の試作と評価に関する研究

    研究課題/領域番号:25931041  2013年04月 - 2014年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究  奨励研究

    福井 亮平

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    配分額:300000円 ( 直接経費:300000円 )

    【プロジェクト等の成果】
    ○ファントム作製 : ファントムのスポンジに塗布する水性造影剤の量(xml)と, 最外部のワックスに混和する油性造影剤量(yml)を変化させて試作ファントムを作製した. 人体から得た手根骨のx線画像を基準とし, 最良となるx, yを決定した. 指標は骨梁やファントム全体のコントラストとした. その結果, x=0.2ml, y=0.1mlとなった.
    ○骨折線検出能の比較 : 単純X線撮影(radiography)による2方向(2R)および4方向撮影(4R), トモシンセシス(tomos)による2方向撮影画像の評価結果によりROC曲線を算出した. 曲線下面積(AUC)は2R, 4R, tomosでそれぞれ0.67, 0.75, 0.8となった. 2R-4R間, 4R-tomos間は有意水準5%のとき有意差があった. 従って, tomosの骨折線検出能がradiographyより有意に高いことが示された. また, 2R, 4R, tomosの感度-特異度は54-63%, 59-63%, 73-76%となった.
    【本研究の意義】
    本作成法は様々な骨折線を想定でき, モダリティの検出限界を引き出すことが可能である. また, CTなど他モダリティにも転用可能である.
    経験年数(1~3年および4~27年)で観察者を分けROC曲線を算出した. AUCの差は4Rとtomosでそれぞれ0.05, 0.03であった. 従って, tomosは読影能力の差を軽減する可能性が示唆された. しかし, 偽陽性率は4Rで37%, tomosで24%だった. radiographyとtomosで最も評価に差が生じた骨折方向は, 手根骨の水平面に並行な骨折線であった. これはtomosにより偽陰性を低下させたためである. しかし, tomosでもX線束軸に接線とならない骨折線は描出困難であった. 以上より, 試作ファントムの有用性, およびtomosの骨折線検出能を確認できた.

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担当授業科目

  • 医用画像解析・診断技術学演習 (2021年度) 後期  - 月7

  • 医用画像解析学演習 (2021年度) 後期  - 水7

  • 放射化学実験 (2021年度) 3・4学期  - 木5~7

  • 放射線安全管理学実験 (2021年度) 第2学期  - 月5~7,水5~7

  • 放射線機器工学実験 (2021年度) 3・4学期  - [第3学期]火5~8,金5~8, [第4学期]火5~8,水5~8

  • 放射線計測学実験I (2021年度) 第2学期  - 火1~6

  • 放射線計測学実験II (2021年度) 3・4学期  - 月5~7

  • 画像解剖学 (2021年度) 第1学期  - 木1~2

  • 臨床医学特別実習 (2021年度) 第4学期  - 月4~6,水4~6

  • 臨床技能演習 (2021年度) 夏季集中  - その他

  • 診療撮影技術学実習 (2021年度) 3・4学期  - [第3学期]火1~4,金1~4, [第4学期]火1~4,水1~4

  • 医用画像解析・診断技術学演習 (2020年度) 後期  - 月7

  • 医用画像解析学演習 (2020年度) 後期  - 水7

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