Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムおよびそれを用いたＸ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法
【課題】Ｘ線ＣＴ装置の脳疾患描出能を評価しうるファントムを提供すること。
【解決手段】ＣＴ値が８００〜１５００ＨＵの模擬頭蓋骨部の内部に、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの模擬脳実質部を配置して、ヒトの頭部を模擬したファントムを作製する。さらに、ＣＴ値が模擬脳実質部のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内である模擬疾患部をこのファントムの模擬脳実質部内に配置して疾患描出能評価用ファントムとする。Ｘ線ＣＴ装置を用いてこのファントムの断層像を撮影し、模擬疾患部を観察することによってＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができる。
【解決手段】ＣＴ値が８００〜１５００ＨＵの模擬頭蓋骨部の内部に、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの模擬脳実質部を配置して、ヒトの頭部を模擬したファントムを作製する。さらに、ＣＴ値が模擬脳実質部のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内である模擬疾患部をこのファントムの模擬脳実質部内に配置して疾患描出能評価用ファントムとする。Ｘ線ＣＴ装置を用いてこのファントムの断層像を撮影し、模擬疾患部を観察することによってＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム、およびそれを用いたＸ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下「Ｘ線ＣＴ装置」という）は、Ｘ線を用いて人体などの断層像を非破壊で得ることができる装置であり、得られた断層像上では、Ｘ線吸収係数が高い部分は白く、低い部分は黒く表示される。このＸ線ＣＴ装置の性能を維持するためには定期的に性能評価を行う必要があるが、この性能評価は「ファントム」と呼ばれる模擬撮影体を用いて行われることが多い。非特許文献１には、Ｘ線ＣＴ装置の日常点検項目として、ノイズ、コントラストスケール、空間分解能、スライス厚、高コントラスト分解能、低コントラスト分解能などが挙げられている。これら各項目について点検を行うために、様々なファントムが作製されている。
【０００３】
例えば、低コントラスト分解能について点検を行うためのファントムとして、ＣＴ値５０の樹脂からなる円柱（直径２００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ）内に、ＣＴ値および直径がそれぞれ異なる円柱（ＣＴ値：５５ＨＵ，６０ＨＵ，６５ＨＵ、直径：３ｍｍ，５ｍｍ，７ｍｍ，１０ｍｍ）を配列した低コントラスト分解能評価用ファントムが市販されている。このファントムを通常の条件で撮影して、画像上識別しうる円（周囲より白く表示される）のＣＴ値および直径を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の低コントラスト分解能を評価することができる。すなわち、ＣＴ値の差がより小さい円を識別しうる程、低コントラスト分解能が高いと評価し、識別しうるＣＴ値の差が同じ場合は、直径がより小さい円を識別しうる程、低コントラスト分解能が高いと評価する。
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｚ４９２３：１９９７，「Ｘ線コンピュータ断層撮影装置用ファントム」，日本規格協会，１９９７年７月３１日．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置評価用ファントムには、疾患描出能を評価することができないという問題があった。
【０００５】
従来のＸ線ＣＴ装置評価用ファントムは、Ｘ線ＣＴ装置の機械としての性能を評価するためのものであるため、従来のファントムでは、ファントム本体のＣＴ値（上記の例では５０ＨＵ）を基準とする性能（例えば、低コントラスト分解能）しか評価することができず、異なるＣＴ値（例えば、１００ＨＵ）を基準とする性能を評価することはできなかった。したがって、ある臓器（通常、ファントム本体と異なるＣＴ値を有する）の断層像に疾患が描出されていなかった場合に、疾患部位が存在しないのか、それとも疾患部位は存在するがＸ線ＣＴ装置の疾患描出能が足りないのかを判断することは困難であった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価しうるファントムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、対象とする疾患を脳疾患と定めて鋭意研究を行った結果、ヒトの頭部を模擬したファントムの内部に疾患を模擬した部材を配置することで上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下のＸ線ＣＴ装置の脳疾患描出能評価用ファントムに関する。
［１］模擬頭蓋骨部と、前記模擬頭蓋骨部内に配置され、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内である模擬脳実質部と、前記模擬脳実質部内に配置され、ＣＴ値が前記模擬脳実質部のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内である模擬疾患部と、を有する、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム。
［２］前記模擬疾患部のＣＴ値は、前記模擬脳実質部のＣＴ値の±４ＨＵの範囲内である、［１］に記載のファントム。
［３］前記模擬頭蓋骨部のＣＴ値は、８００〜１５００ＨＵの範囲内である、［１］または［２］に記載のファントム。
［４］同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、［１］〜［３］に記載のファントム。
［５］それぞれ異なるＣＴ値を有する複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、［１］〜［４］に記載のファントム。
［６］前記模擬疾患部は、各ＣＴ値についてそれぞれ大きさが異なるものが複数配置されている、［５］に記載のファントム。
［７］前記模擬疾患部を一または二以上配置される撮影面を複数有し、前記複数の撮影面のそれぞれの面積が異なる、［１］〜［６］に記載のファントム。
［８］前記模擬頭蓋骨部の外部形状は、略円錐状、略円錐台状、略砲弾状である、［１］〜［７］に記載のファントム。
［９］前記疾患は、急性期脳梗塞、急性期脳出血またはびまん性脳出血である、［１］〜［８］に記載のファントム。
【０００９】
また、本発明は、以下のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法に関する
［１０］［１］〜［９］に記載の脳疾患描出能評価用ファントムの前記模擬疾患部を通る断層を撮影して断層像を得るステップと、前記断層像で識別可能な前記模擬疾患部を特定するステップと、特定された前記模擬疾患部の直径、および前記模擬脳実質部とのＣＴ値の差を決定するステップと、を含む、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を用いてＸ線ＣＴ装置を調整することで、Ｘ線ＣＴ装置で脳疾患を描出しようとするときに、より鮮明な断層像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の説明において「撮影面」とは、本発明のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価する際に、Ｘ線ＣＴ装置が撮影し、表示するべきファントムの断面（断層）をいう（後述する図１のＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’を参照）。なお、「撮影面」には、任意断面再構成（Multi Planer Reformation：ＭＰＲ）により再構成される断面（断層）も含まれる。
【００１２】
本発明のファントムは、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能、特に脳疾患描出を評価するためのファントムであって、模擬頭蓋骨部、模擬脳実質部および模擬疾患部を有することを特徴とする。
【００１３】
模擬頭蓋骨部は、ヒトの頭蓋骨を模した部材であり、ヒトの頭蓋骨が脳を包み込んでいるのと同様に模擬脳実質部を包み込んでいる。本発明者が成人の頭蓋骨のＣＴ値を測定したところ、成人の頭蓋骨のＣＴ値は８００〜１５００ＨＵ程度であった。したがって、模擬頭蓋骨部を構成する材料は、ＣＴ値が８００〜１５００ＨＵの範囲内の材料であることが好ましい。このような材料の例として、ＣＴ値が８００〜１５００ＨＵの範囲内に調整されたエポキシ樹脂（例えば、株式会社京都科学のタフボーンファントム）が挙げられる。
【００１４】
模擬頭蓋骨部の形状は、特に限定されず、一般的なファントムと同じ円柱状や成人の頭蓋骨を精密に模擬した複雑な形状などであってもよいが、それぞれ異なる面積の撮影面を複数設ける観点および製造の容易性の観点から略円錐状、略円錐台状または略砲弾状であることが好ましい（実施の形態１参照）。模擬頭蓋骨部の厚さは、特に限定されず、ヒトの頭蓋骨の実際の厚さ（通常、０.５〜１.０ｃｍ程度）に近似させる観点や模擬頭蓋骨部の必要強度などの観点などから適宜設定すればよい。模擬頭蓋骨部の大きさは、模擬脳実質部の大きさに合わせて適宜設定すればよい。
【００１５】
模擬脳実質部は、ヒトの脳実質と同程度のＣＴ値を有する材料で形成されたヒトの脳実質を模した部材であり、ヒトの脳が頭蓋骨部内の空間を埋めているのと同様に模擬頭蓋骨部内の空間を埋めている。本発明者が成人の脳実質のＣＴ値を測定したところ、成人の脳実質のＣＴ値は３４〜３８ＨＵ程度であった。したがって、模擬脳実質部を構成する材料は、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内の材料であることが好ましい。このような材料の例として、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内に調整されたウレタン樹脂が挙げられる（ウレタン樹脂のＣＴ値の調整方法については、例えば特開２００５−２７２５０１号公報を参照）。模擬脳実質部は、模擬頭蓋骨部内においてＣＴ値が均一であってもよいが、不均一であってもよい。例えば、一のファントムに複数の撮影面を設ける場合に、撮影面ごとに模擬脳実質部のＣＴ値が変わるように模擬脳実質部を作製することで、複数種のＣＴ値を基準とする疾患描出能を一のファントムを用いて評価することができる。
【００１６】
模擬脳実質部の大きさ（特に撮影面の面積）は、後述する模擬疾患部を所望の数その内部に配置することができるのであれば特に限定されないが、より人体に近似させる観点から、ヒトの脳の大きさに近似させることが好ましい。本発明者が成人の頭部寸法（頭長および頭幅）を計測したところ、成人頭部の頭長および頭幅は１５０〜１８０ｍｍ程度であった。したがって、模擬脳実質部の少なくとも一の撮影面において直径が１５０〜１７０ｍｍ程度であることが好ましい。模擬脳実質部の形状は、特に限定されないが、模擬頭蓋骨部と同様の理由により、略円錐状、略円錐台状または略砲弾状であることが好ましい。
【００１７】
模擬疾患部は、脳梗塞や脳出血などの脳疾患を模した部材であり、撮影面上に位置するように模擬脳実質部内に配置されている。模擬疾患部の形状は、特に限定されず、例えば球状または円柱状であればよい。模擬疾患部が球状の場合は、模擬疾患部は球の中心が撮影面上に位置するように配置されることが好ましい。また、模擬疾患部が円柱状の場合は、模擬疾患部は円柱の軸が撮影面に対して垂直になるように配置されることが好ましい。いずれも、Ｘ線ＣＴ装置が本発明のファントムの撮影面を表示したときに、模擬疾患部を意図する大きさ（面積）で適切に表示するためである。なお、模擬疾患部が円柱状の場合は、一の模擬疾患部が複数の撮影面を通るように配置されていてもよい。
【００１８】
模擬疾患部を構成する材料は、目的とする疾患の病変部位と同程度のＣＴ値を有する材料を適宜選択すればよい。例えば、脳梗塞の病変部位は、急性期の頃は正常な脳実質に比べてＣＴ値が２〜６ＨＵ程度低く、以後時間の経過とともにＣＴ値がより低くなる傾向がある。したがって、Ｘ線ＣＴ装置で得られた画像上では、急性期の頃は周囲に比べてごくわずかに黒く描出され（実際はほとんど区別できない）、発症数日後の頃は周囲に比べてある程度明瞭に黒く描出される。一方、脳出血の病変部位は、ＣＴ値が周囲に比べて高い傾向がある。例えば、急性期脳出血のうち出血量が少ないものは正常な脳実質に比べてＣＴ値が２〜６ＨＵ程度高い。また、びまん性脳出血（急性期および慢性期を含む）も、正常な脳実質に比べてＣＴ値が２〜６ＨＵ程度高い。このような脳出血は、Ｘ線ＣＴ装置で得られた画像上ではごくわずかに白く描出されるのみである（実際はほとんど区別できない）。このように脳疾患の中でもＸ線ＣＴ装置で描出が困難なもの（急性期脳梗塞、出血量が少ない急性期脳出血、びまん性脳出血など）に対するＸ線ＣＴ装置の描出能を評価することを目的とする場合、模擬疾患部を構成する材料のＣＴ値は、模擬脳実質部を構成する材料のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内とすることが好ましく、±４ＨＵの範囲内とすることがより好ましい。例えば、模擬脳実質部のＣＴ値を３６ＨＵとする場合、ＣＴ値が３２ＨＵ、３４ＨＵ（急性期脳梗塞を模擬）、４０ＨＵ（出血量が少ない急性期脳出血やびまん性脳出血を模擬）の模擬疾患部を模擬脳実質部内に配置すればよい。模擬疾患部を構成する材料は、例えば所望のＣＴ値に調整されたウレタン樹脂などを用いることができる。
【００１９】
通常、模擬疾患部は一の撮影面上に複数配置される（逆に言えば、Ｘ線ＣＴ装置は複数の模擬疾患部を同時に表示できるように撮影する）。この場合、同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の模擬疾患部が同一の撮影面上に配置されることが好ましい。このようにすることで、どの程度の大きさの模擬疾患部を識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるからである。また、大きさが同一でかつそれぞれ異なるＣＴ値を有する複数の模擬疾患部が同一の撮影面上に配置されることも好ましい。このようにすることで、模擬疾患部と模擬脳実質部とのＣＴ値の差がどの程度であれば識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるからである。
【００２０】
模擬疾患部が配置される撮影面は、通常、本発明のファントムをＸ線ＣＴ装置に固定したときにＸ線管と検出器とを結ぶ直線に対して平行となるように設定されるが、これに限定されるわけではない。また、模擬疾患部が配置される撮影面は、複数設定されていてもよい。この場合、一方の撮影面の面積と他方の撮影面の面積とが異なることが好ましい。一般的に、Ｘ線ＣＴ装置での撮影では、有効視野に対する対象物の大きさが変化すると対象物のＣＴ値の測定値が変化するからである。例えば、模擬頭蓋骨部の外部形状を略円錐状、略円錐台状または略砲弾状とすることで、各撮影面の面積を変えることができる（実施の形態１参照）。
【００２１】
模擬疾患部の大きさは、特に限定されず、目的とする疾患の大きさなどに応じて適宜設定すればよい。例えば、同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の模擬疾患部を同一の撮影面上に配置する場合、直径が２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ、３０ｍｍの球状の模擬疾患部を配置すればよい。
【００２２】
本発明のファントムの製造方法は、特に限定されず当業者に公知の方法を用いればよい。例えば、（１）前述の頭蓋骨等価材、脳実質等価材および脳疾患等価材を準備し、（２）金型の内部で頭蓋骨等価材を硬化させて模擬頭蓋骨部を形成し、（３）模擬頭蓋骨部内で脳実質等価材を硬化させて模擬脳実質部を形成し、（４）模擬脳実質部内に脳疾患等価材で形成された模擬脳疾患部を配置すればよい。このとき、（３）と（４）を同時に行い、（３’）脳疾患等価材で形成された模擬脳疾患部を適切な位置に配置しながら、模擬頭蓋骨部内で脳実質等価材を硬化させて模擬脳実質部を形成するようにしてもよい。
【００２３】
本発明のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価するには、例えば、通常の条件でファントムの各撮影面を撮影し、表示して、断層像上識別しうる模擬疾患部のＣＴ値や直径を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価すればよい。すなわち、ＣＴ値が模擬脳実質部により近い模擬疾患部を識別しうる程、疾患描出能が高いと評価し、識別しうるＣＴ値が同じ場合は、直径がより小さい模擬疾患部を識別しうる程、疾患描出能が高いと評価する。以上の手順で得られた結果から、当該Ｘ線ＣＴ装置がどの程度の低いコントラストまで識別しうるか、およびどの程度小さい疾患部位まで識別しうるかを知ることができる。また、撮影条件に関する各種パラメータ（例えば、管電圧、管電流、撮影時間、スライス厚など）を変化させながらＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することで、Ｘ線ＣＴ装置が疾患を描出するための最適な撮影条件を決定することもできる。
【００２４】
以上のように、本発明のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムは、対象とする器官および疾患に近似した物質および形状を考慮したものであるため、疾患を有する人体を撮影したときのデータに近いデータを取得することができる。
【００２５】
また、本発明のファントムに含まれる模擬疾患部は、急性期脳梗塞や出血量が少ない急性期脳出血、びまん性脳出血などの周囲とのＣＴ値の差が極端に小さい疾患を模擬したものであるため、本発明のファントムを用いることでＸ線ＣＴ装置の性能（特に、低コントラスト分解能）の評価を適切に行うことができる。さらに、本発明のファントムは、模擬頭蓋骨部を配置してヒトの頭部を模擬したものであるため、ビームハードニングなどの影響を加味したＸ線ＣＴ装置の評価や疾患描出能を向上させるための撮影条件の最適化などにも用いることができる。
【００２６】
また、本発明のファントムは、Ｘ線ＣＴ装置を用いた撮影のトレーニング用ファントムとしても用いることが可能であり、得られた断層像は、疾患部位の読影トレーニングに用いることができる。さらに、本発明のファントムは、近年研究が始められたmulti-energy CTの基礎的検討を行う際の疾患描出能評価用ファントムとして用いることもできる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの構成を示す断面図である。図２（Ａ）は、図１のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【００２９】
疾患描出能評価用ファントム１００は、模擬頭蓋骨部１１０、模擬脳実質部１２０、複数の模擬疾患部１３０および固定具取り付け部１４０を有する。
【００３０】
模擬頭蓋骨部１１０は、骨等価材で形成された、内部空間を有する砲弾状（上部は半球状、下部は円柱状）の部材である。骨等価材のＣＴ値は、８００〜１５００ＨＵの範囲内であることが好ましく、例えば９００ＨＵとすればよい。模擬頭蓋骨部１１０の長軸方向（図１の縦方向）の長さ、短軸方向（図１の横方向）の長さ（Ａ−Ａ’断面の外径）および厚さは、特に限定されないがヒトの頭蓋骨の大きさに近いほうが好ましい。例えば、模擬頭蓋骨部１１０の長軸方向（図１の縦方向）の長さを１９０ｍｍ程度とし、短軸方向（図１の横方向）の長さ（Ａ−Ａ’断面の外径）を１８０ｍｍ程度とし、厚さを１０ｍｍ程度とすればよい。
【００３１】
模擬脳実質部１２０は、脳実質等価材で形成された、模擬頭蓋骨部１１０内の空間を埋める砲弾状の部材である。脳実質等価材のＣＴ値は、３４〜３８ＨＵの範囲内であることが好ましく、例えば３６ＨＵとすればよい。短軸方向（図１の横方向）の長さ（Ａ−Ａ’断面における模擬脳実質部１２０の外径）は、特に限定されないがヒトの脳の大きさに近いほうが好ましく、例えば１６０ｍｍ程度とすればよい。
【００３２】
模擬疾患部１３０（後述する模擬疾患部１３０ａ〜ｃを含む）は、模擬脳実質部１２０内に配置された、脳疾患を模した球状の部材である。模擬疾患部１３０は、ファントム１００の第一の撮影面（図１のＡ−Ａ’断面）および第二の撮影面（図１のＢ−Ｂ’断面）上に複数配置されている。
【００３３】
模擬疾患部１３０のＣＴ値は、模擬脳実質部１２０のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内であることが好ましく、±４ＨＵの範囲内であることがより好ましい。例えば、模擬脳実質部１２０のＣＴ値が３６ＨＵである場合、３２ＨＵ（図中１３０ａで示す）、３４ＨＵ（図中１３０ｂで示す）、４０ＨＵ（図中１３０ｃで示す）とＣＴ値がそれぞれ異なる模擬疾患部を第一の撮影面および第二の撮影面上にそれぞれ配置すればよい。このように異なるＣＴ値を有する模擬疾患部１３０ａ〜ｃを同一の撮影面上に配置することで、模擬疾患部１３０と模擬脳実質部１２０とのＣＴ値の差（この例では、−４ＨＵ、−２ＨＵ、＋４ＨＵ）がどの程度であれば識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるようになる。
【００３４】
また、それぞれ大きさが異なる複数の模擬疾患部１３０を同一の撮影面上に配置することが好ましい。例えば、第一の撮影面には、各ＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、４０ＨＵ）について、直径が２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍの模擬疾患部１３０ａ〜ｃを配置し（図２（Ａ）参照）、第二の撮影面には、各ＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、４０ＨＵ）について、直径が３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍの模擬疾患部１３０ａ〜ｃを配置すればよい（図２（Ｂ）参照）。このように異なる大きさの模擬疾患部１３０を同一の撮影面上に配置することで、どの程度の大きさの模擬疾患部１３０（この例では、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ）まで識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるようになる。
【００３５】
第二の撮影面（図１のＢ−Ｂ’断面）は、第一の撮影面（図１のＡ−Ａ’断面）と面積が異なっていることが好ましい。一般的に、Ｘ線ＣＴ装置での撮影では、有効視野に対する対象物の大きさが変化すると対象物のＣＴ値が変化するからである。例えば、図１に示すように、砲弾状のファントム１００の上部の半球部分に第二の撮影面を設定することで、第一の撮影面と第二の撮影面の面積を非同一にすることができる。
【００３６】
固定具取り付け部１４０は、Ｘ線ＣＴ装置の固定具を取り付けるための部材であり、例えば、固定具を取り付けるための穴を設けられたアクリル板である。
【００３７】
本実施の形態のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価するには、通常の条件でファントムの第一の撮影面および第二の撮影面を撮影し、それぞれの撮影面の断層像を表示して、断層像上識別しうる模擬疾患部のＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、４０ＨＵ）および直径（２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ）を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能（最小何ＨＵの差まで識別可能か、最小何ｍｍのものまで識別可能か）を評価すればよい。以上の手順で得られた結果から、当該Ｘ線ＣＴ装置がどの程度の低いコントラストまで識別しうるか、およびどの程度小さい疾患部位まで識別しうるかを知ることができる。また、撮影条件に関する各種パラメータ（例えば、管電圧、管電流、撮影時間、スライス厚など）を変化させながらＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することで、Ｘ線ＣＴ装置が疾患を描出するための最適な撮影条件を決定することもできる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態のファントムは、ヒトの頭部の構造、形状およびＣＴ値を模擬したものであるため、ヒトの頭部を撮影したときに近いデータを取得することができる。したがって、本実施の形態のファントムは、ビームハードニングなどの影響を加味したＸ線ＣＴ装置の評価や疾患描出能を向上させるための撮影条件の検討などにも用いることができる。
【００３９】
また、本実施の形態のファントムは、急性期脳梗塞や出血量が少ない急性期脳出血、びまん性脳出血などの周囲とのＣＴ値の差が極端に小さい疾患を模擬したものであるため、本実施の形態のファントムを用いることでＸ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価を適切に行うことができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの構成を示す断面図である。図４（Ａ）は、図３のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【００４１】
図３および図４において、疾患描出能評価用ファントム２００は、模擬頭蓋骨部１１０、模擬脳実質部１２０、複数の模擬疾患部１３０（模擬疾患部１３０ａ〜ｃを含む），２１０および固定具取り付け部１４０を有する。本実施の形態のファントム２００は、第三の撮影面（図３のＣ−Ｃ’断面）上に模擬疾患部２１０をさらに有する点で実施の形態１のファントム１００と異なり、それ以外の各構成要素は実施の形態１のファントム１００の各構成要素と同じものである。
【００４２】
模擬疾患部２１０は、第一の撮影面（図３のＡ−Ａ’断面）および第二の撮影面（図３のＢ−Ｂ’断面）上に配置された模擬疾患部１３０と同様に脳疾患を模した球状の部材であり、第三の撮影面（図３のＣ−Ｃ’断面）上に複数配置されている。模擬疾患部２１０のそれぞれは、模擬疾患部１３０と同様のものであり、大きさやＣＴ値などは目的に応じて適宜設定すればよい。例えば、模擬脳実質部１２０のＣＴ値が３６ＨＵである場合、ＣＴ値が３８ＨＵで、大きさがそれぞれ異なるもの（例えば、直径が２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍのもの）を第三の撮影面上に配置すればよい。
【００４３】
本実施の形態のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価するには、実施の形態１のファントムと同様に、ファントムの第一の撮影面、第二の撮影面および第三の撮影面の断層像を表示して、断層像上識別しうる模擬疾患部のＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、３８ＨＵ、４０ＨＵ）および直径（２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ）を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価すればよい。このとき、第三の撮影面の断層像は、第三の撮影面を直接撮影して得られた断層像であってもよいが、任意断面再構成（ＭＰＲ）により再構成された断層像であってもよい。以上の手順で得られた結果から、当該Ｘ線ＣＴ装置がどの程度の低いコントラストまで識別しうるか、およびどの程度小さい疾患部位まで識別しうるかを知ることができる。また、撮影条件に関する各種パラメータ（例えば、管電圧、管電流、撮影時間、スライス厚など）を変化させながらＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することで、Ｘ線ＣＴ装置が疾患を描出するための最適な撮影条件を決定することもできる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態のファントムは、実施の形態１のファントムの効果に加え、Ｘ線ＣＴ装置の撮影面（Ｘ線管と検出器とを結ぶ直線に対して平行な面）と異なる向きの断面（断層）についてのＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、例えば、医療現場やＸ線ＣＴ装置の製造現場などでＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの断面図である。
【図２】（Ａ）は、図１のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、（Ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの断面図である。
【図４】（Ａ）は、図３のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００，２００ Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム
１１０ 模擬頭蓋骨部
１２０ 模擬脳実質部
１３０，２１０ 模擬疾患部
１４０ 固定具取り付け部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム、およびそれを用いたＸ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下「Ｘ線ＣＴ装置」という）は、Ｘ線を用いて人体などの断層像を非破壊で得ることができる装置であり、得られた断層像上では、Ｘ線吸収係数が高い部分は白く、低い部分は黒く表示される。このＸ線ＣＴ装置の性能を維持するためには定期的に性能評価を行う必要があるが、この性能評価は「ファントム」と呼ばれる模擬撮影体を用いて行われることが多い。非特許文献１には、Ｘ線ＣＴ装置の日常点検項目として、ノイズ、コントラストスケール、空間分解能、スライス厚、高コントラスト分解能、低コントラスト分解能などが挙げられている。これら各項目について点検を行うために、様々なファントムが作製されている。
【０００３】
例えば、低コントラスト分解能について点検を行うためのファントムとして、ＣＴ値５０の樹脂からなる円柱（直径２００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ）内に、ＣＴ値および直径がそれぞれ異なる円柱（ＣＴ値：５５ＨＵ，６０ＨＵ，６５ＨＵ、直径：３ｍｍ，５ｍｍ，７ｍｍ，１０ｍｍ）を配列した低コントラスト分解能評価用ファントムが市販されている。このファントムを通常の条件で撮影して、画像上識別しうる円（周囲より白く表示される）のＣＴ値および直径を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の低コントラスト分解能を評価することができる。すなわち、ＣＴ値の差がより小さい円を識別しうる程、低コントラスト分解能が高いと評価し、識別しうるＣＴ値の差が同じ場合は、直径がより小さい円を識別しうる程、低コントラスト分解能が高いと評価する。
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｚ４９２３：１９９７，「Ｘ線コンピュータ断層撮影装置用ファントム」，日本規格協会，１９９７年７月３１日．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置評価用ファントムには、疾患描出能を評価することができないという問題があった。
【０００５】
従来のＸ線ＣＴ装置評価用ファントムは、Ｘ線ＣＴ装置の機械としての性能を評価するためのものであるため、従来のファントムでは、ファントム本体のＣＴ値（上記の例では５０ＨＵ）を基準とする性能（例えば、低コントラスト分解能）しか評価することができず、異なるＣＴ値（例えば、１００ＨＵ）を基準とする性能を評価することはできなかった。したがって、ある臓器（通常、ファントム本体と異なるＣＴ値を有する）の断層像に疾患が描出されていなかった場合に、疾患部位が存在しないのか、それとも疾患部位は存在するがＸ線ＣＴ装置の疾患描出能が足りないのかを判断することは困難であった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価しうるファントムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、対象とする疾患を脳疾患と定めて鋭意研究を行った結果、ヒトの頭部を模擬したファントムの内部に疾患を模擬した部材を配置することで上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下のＸ線ＣＴ装置の脳疾患描出能評価用ファントムに関する。
［１］模擬頭蓋骨部と、前記模擬頭蓋骨部内に配置され、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内である模擬脳実質部と、前記模擬脳実質部内に配置され、ＣＴ値が前記模擬脳実質部のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内である模擬疾患部と、を有する、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム。
［２］前記模擬疾患部のＣＴ値は、前記模擬脳実質部のＣＴ値の±４ＨＵの範囲内である、［１］に記載のファントム。
［３］前記模擬頭蓋骨部のＣＴ値は、８００〜１５００ＨＵの範囲内である、［１］または［２］に記載のファントム。
［４］同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、［１］〜［３］に記載のファントム。
［５］それぞれ異なるＣＴ値を有する複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、［１］〜［４］に記載のファントム。
［６］前記模擬疾患部は、各ＣＴ値についてそれぞれ大きさが異なるものが複数配置されている、［５］に記載のファントム。
［７］前記模擬疾患部を一または二以上配置される撮影面を複数有し、前記複数の撮影面のそれぞれの面積が異なる、［１］〜［６］に記載のファントム。
［８］前記模擬頭蓋骨部の外部形状は、略円錐状、略円錐台状、略砲弾状である、［１］〜［７］に記載のファントム。
［９］前記疾患は、急性期脳梗塞、急性期脳出血またはびまん性脳出血である、［１］〜［８］に記載のファントム。
【０００９】
また、本発明は、以下のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法に関する
［１０］［１］〜［９］に記載の脳疾患描出能評価用ファントムの前記模擬疾患部を通る断層を撮影して断層像を得るステップと、前記断層像で識別可能な前記模擬疾患部を特定するステップと、特定された前記模擬疾患部の直径、および前記模擬脳実質部とのＣＴ値の差を決定するステップと、を含む、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を用いてＸ線ＣＴ装置を調整することで、Ｘ線ＣＴ装置で脳疾患を描出しようとするときに、より鮮明な断層像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の説明において「撮影面」とは、本発明のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価する際に、Ｘ線ＣＴ装置が撮影し、表示するべきファントムの断面（断層）をいう（後述する図１のＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’を参照）。なお、「撮影面」には、任意断面再構成（Multi Planer Reformation：ＭＰＲ）により再構成される断面（断層）も含まれる。
【００１２】
本発明のファントムは、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能、特に脳疾患描出を評価するためのファントムであって、模擬頭蓋骨部、模擬脳実質部および模擬疾患部を有することを特徴とする。
【００１３】
模擬頭蓋骨部は、ヒトの頭蓋骨を模した部材であり、ヒトの頭蓋骨が脳を包み込んでいるのと同様に模擬脳実質部を包み込んでいる。本発明者が成人の頭蓋骨のＣＴ値を測定したところ、成人の頭蓋骨のＣＴ値は８００〜１５００ＨＵ程度であった。したがって、模擬頭蓋骨部を構成する材料は、ＣＴ値が８００〜１５００ＨＵの範囲内の材料であることが好ましい。このような材料の例として、ＣＴ値が８００〜１５００ＨＵの範囲内に調整されたエポキシ樹脂（例えば、株式会社京都科学のタフボーンファントム）が挙げられる。
【００１４】
模擬頭蓋骨部の形状は、特に限定されず、一般的なファントムと同じ円柱状や成人の頭蓋骨を精密に模擬した複雑な形状などであってもよいが、それぞれ異なる面積の撮影面を複数設ける観点および製造の容易性の観点から略円錐状、略円錐台状または略砲弾状であることが好ましい（実施の形態１参照）。模擬頭蓋骨部の厚さは、特に限定されず、ヒトの頭蓋骨の実際の厚さ（通常、０.５〜１.０ｃｍ程度）に近似させる観点や模擬頭蓋骨部の必要強度などの観点などから適宜設定すればよい。模擬頭蓋骨部の大きさは、模擬脳実質部の大きさに合わせて適宜設定すればよい。
【００１５】
模擬脳実質部は、ヒトの脳実質と同程度のＣＴ値を有する材料で形成されたヒトの脳実質を模した部材であり、ヒトの脳が頭蓋骨部内の空間を埋めているのと同様に模擬頭蓋骨部内の空間を埋めている。本発明者が成人の脳実質のＣＴ値を測定したところ、成人の脳実質のＣＴ値は３４〜３８ＨＵ程度であった。したがって、模擬脳実質部を構成する材料は、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内の材料であることが好ましい。このような材料の例として、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内に調整されたウレタン樹脂が挙げられる（ウレタン樹脂のＣＴ値の調整方法については、例えば特開２００５−２７２５０１号公報を参照）。模擬脳実質部は、模擬頭蓋骨部内においてＣＴ値が均一であってもよいが、不均一であってもよい。例えば、一のファントムに複数の撮影面を設ける場合に、撮影面ごとに模擬脳実質部のＣＴ値が変わるように模擬脳実質部を作製することで、複数種のＣＴ値を基準とする疾患描出能を一のファントムを用いて評価することができる。
【００１６】
模擬脳実質部の大きさ（特に撮影面の面積）は、後述する模擬疾患部を所望の数その内部に配置することができるのであれば特に限定されないが、より人体に近似させる観点から、ヒトの脳の大きさに近似させることが好ましい。本発明者が成人の頭部寸法（頭長および頭幅）を計測したところ、成人頭部の頭長および頭幅は１５０〜１８０ｍｍ程度であった。したがって、模擬脳実質部の少なくとも一の撮影面において直径が１５０〜１７０ｍｍ程度であることが好ましい。模擬脳実質部の形状は、特に限定されないが、模擬頭蓋骨部と同様の理由により、略円錐状、略円錐台状または略砲弾状であることが好ましい。
【００１７】
模擬疾患部は、脳梗塞や脳出血などの脳疾患を模した部材であり、撮影面上に位置するように模擬脳実質部内に配置されている。模擬疾患部の形状は、特に限定されず、例えば球状または円柱状であればよい。模擬疾患部が球状の場合は、模擬疾患部は球の中心が撮影面上に位置するように配置されることが好ましい。また、模擬疾患部が円柱状の場合は、模擬疾患部は円柱の軸が撮影面に対して垂直になるように配置されることが好ましい。いずれも、Ｘ線ＣＴ装置が本発明のファントムの撮影面を表示したときに、模擬疾患部を意図する大きさ（面積）で適切に表示するためである。なお、模擬疾患部が円柱状の場合は、一の模擬疾患部が複数の撮影面を通るように配置されていてもよい。
【００１８】
模擬疾患部を構成する材料は、目的とする疾患の病変部位と同程度のＣＴ値を有する材料を適宜選択すればよい。例えば、脳梗塞の病変部位は、急性期の頃は正常な脳実質に比べてＣＴ値が２〜６ＨＵ程度低く、以後時間の経過とともにＣＴ値がより低くなる傾向がある。したがって、Ｘ線ＣＴ装置で得られた画像上では、急性期の頃は周囲に比べてごくわずかに黒く描出され（実際はほとんど区別できない）、発症数日後の頃は周囲に比べてある程度明瞭に黒く描出される。一方、脳出血の病変部位は、ＣＴ値が周囲に比べて高い傾向がある。例えば、急性期脳出血のうち出血量が少ないものは正常な脳実質に比べてＣＴ値が２〜６ＨＵ程度高い。また、びまん性脳出血（急性期および慢性期を含む）も、正常な脳実質に比べてＣＴ値が２〜６ＨＵ程度高い。このような脳出血は、Ｘ線ＣＴ装置で得られた画像上ではごくわずかに白く描出されるのみである（実際はほとんど区別できない）。このように脳疾患の中でもＸ線ＣＴ装置で描出が困難なもの（急性期脳梗塞、出血量が少ない急性期脳出血、びまん性脳出血など）に対するＸ線ＣＴ装置の描出能を評価することを目的とする場合、模擬疾患部を構成する材料のＣＴ値は、模擬脳実質部を構成する材料のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内とすることが好ましく、±４ＨＵの範囲内とすることがより好ましい。例えば、模擬脳実質部のＣＴ値を３６ＨＵとする場合、ＣＴ値が３２ＨＵ、３４ＨＵ（急性期脳梗塞を模擬）、４０ＨＵ（出血量が少ない急性期脳出血やびまん性脳出血を模擬）の模擬疾患部を模擬脳実質部内に配置すればよい。模擬疾患部を構成する材料は、例えば所望のＣＴ値に調整されたウレタン樹脂などを用いることができる。
【００１９】
通常、模擬疾患部は一の撮影面上に複数配置される（逆に言えば、Ｘ線ＣＴ装置は複数の模擬疾患部を同時に表示できるように撮影する）。この場合、同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の模擬疾患部が同一の撮影面上に配置されることが好ましい。このようにすることで、どの程度の大きさの模擬疾患部を識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるからである。また、大きさが同一でかつそれぞれ異なるＣＴ値を有する複数の模擬疾患部が同一の撮影面上に配置されることも好ましい。このようにすることで、模擬疾患部と模擬脳実質部とのＣＴ値の差がどの程度であれば識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるからである。
【００２０】
模擬疾患部が配置される撮影面は、通常、本発明のファントムをＸ線ＣＴ装置に固定したときにＸ線管と検出器とを結ぶ直線に対して平行となるように設定されるが、これに限定されるわけではない。また、模擬疾患部が配置される撮影面は、複数設定されていてもよい。この場合、一方の撮影面の面積と他方の撮影面の面積とが異なることが好ましい。一般的に、Ｘ線ＣＴ装置での撮影では、有効視野に対する対象物の大きさが変化すると対象物のＣＴ値の測定値が変化するからである。例えば、模擬頭蓋骨部の外部形状を略円錐状、略円錐台状または略砲弾状とすることで、各撮影面の面積を変えることができる（実施の形態１参照）。
【００２１】
模擬疾患部の大きさは、特に限定されず、目的とする疾患の大きさなどに応じて適宜設定すればよい。例えば、同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の模擬疾患部を同一の撮影面上に配置する場合、直径が２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ、３０ｍｍの球状の模擬疾患部を配置すればよい。
【００２２】
本発明のファントムの製造方法は、特に限定されず当業者に公知の方法を用いればよい。例えば、（１）前述の頭蓋骨等価材、脳実質等価材および脳疾患等価材を準備し、（２）金型の内部で頭蓋骨等価材を硬化させて模擬頭蓋骨部を形成し、（３）模擬頭蓋骨部内で脳実質等価材を硬化させて模擬脳実質部を形成し、（４）模擬脳実質部内に脳疾患等価材で形成された模擬脳疾患部を配置すればよい。このとき、（３）と（４）を同時に行い、（３’）脳疾患等価材で形成された模擬脳疾患部を適切な位置に配置しながら、模擬頭蓋骨部内で脳実質等価材を硬化させて模擬脳実質部を形成するようにしてもよい。
【００２３】
本発明のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価するには、例えば、通常の条件でファントムの各撮影面を撮影し、表示して、断層像上識別しうる模擬疾患部のＣＴ値や直径を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価すればよい。すなわち、ＣＴ値が模擬脳実質部により近い模擬疾患部を識別しうる程、疾患描出能が高いと評価し、識別しうるＣＴ値が同じ場合は、直径がより小さい模擬疾患部を識別しうる程、疾患描出能が高いと評価する。以上の手順で得られた結果から、当該Ｘ線ＣＴ装置がどの程度の低いコントラストまで識別しうるか、およびどの程度小さい疾患部位まで識別しうるかを知ることができる。また、撮影条件に関する各種パラメータ（例えば、管電圧、管電流、撮影時間、スライス厚など）を変化させながらＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することで、Ｘ線ＣＴ装置が疾患を描出するための最適な撮影条件を決定することもできる。
【００２４】
以上のように、本発明のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムは、対象とする器官および疾患に近似した物質および形状を考慮したものであるため、疾患を有する人体を撮影したときのデータに近いデータを取得することができる。
【００２５】
また、本発明のファントムに含まれる模擬疾患部は、急性期脳梗塞や出血量が少ない急性期脳出血、びまん性脳出血などの周囲とのＣＴ値の差が極端に小さい疾患を模擬したものであるため、本発明のファントムを用いることでＸ線ＣＴ装置の性能（特に、低コントラスト分解能）の評価を適切に行うことができる。さらに、本発明のファントムは、模擬頭蓋骨部を配置してヒトの頭部を模擬したものであるため、ビームハードニングなどの影響を加味したＸ線ＣＴ装置の評価や疾患描出能を向上させるための撮影条件の最適化などにも用いることができる。
【００２６】
また、本発明のファントムは、Ｘ線ＣＴ装置を用いた撮影のトレーニング用ファントムとしても用いることが可能であり、得られた断層像は、疾患部位の読影トレーニングに用いることができる。さらに、本発明のファントムは、近年研究が始められたmulti-energy CTの基礎的検討を行う際の疾患描出能評価用ファントムとして用いることもできる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの構成を示す断面図である。図２（Ａ）は、図１のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【００２９】
疾患描出能評価用ファントム１００は、模擬頭蓋骨部１１０、模擬脳実質部１２０、複数の模擬疾患部１３０および固定具取り付け部１４０を有する。
【００３０】
模擬頭蓋骨部１１０は、骨等価材で形成された、内部空間を有する砲弾状（上部は半球状、下部は円柱状）の部材である。骨等価材のＣＴ値は、８００〜１５００ＨＵの範囲内であることが好ましく、例えば９００ＨＵとすればよい。模擬頭蓋骨部１１０の長軸方向（図１の縦方向）の長さ、短軸方向（図１の横方向）の長さ（Ａ−Ａ’断面の外径）および厚さは、特に限定されないがヒトの頭蓋骨の大きさに近いほうが好ましい。例えば、模擬頭蓋骨部１１０の長軸方向（図１の縦方向）の長さを１９０ｍｍ程度とし、短軸方向（図１の横方向）の長さ（Ａ−Ａ’断面の外径）を１８０ｍｍ程度とし、厚さを１０ｍｍ程度とすればよい。
【００３１】
模擬脳実質部１２０は、脳実質等価材で形成された、模擬頭蓋骨部１１０内の空間を埋める砲弾状の部材である。脳実質等価材のＣＴ値は、３４〜３８ＨＵの範囲内であることが好ましく、例えば３６ＨＵとすればよい。短軸方向（図１の横方向）の長さ（Ａ−Ａ’断面における模擬脳実質部１２０の外径）は、特に限定されないがヒトの脳の大きさに近いほうが好ましく、例えば１６０ｍｍ程度とすればよい。
【００３２】
模擬疾患部１３０（後述する模擬疾患部１３０ａ〜ｃを含む）は、模擬脳実質部１２０内に配置された、脳疾患を模した球状の部材である。模擬疾患部１３０は、ファントム１００の第一の撮影面（図１のＡ−Ａ’断面）および第二の撮影面（図１のＢ−Ｂ’断面）上に複数配置されている。
【００３３】
模擬疾患部１３０のＣＴ値は、模擬脳実質部１２０のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内であることが好ましく、±４ＨＵの範囲内であることがより好ましい。例えば、模擬脳実質部１２０のＣＴ値が３６ＨＵである場合、３２ＨＵ（図中１３０ａで示す）、３４ＨＵ（図中１３０ｂで示す）、４０ＨＵ（図中１３０ｃで示す）とＣＴ値がそれぞれ異なる模擬疾患部を第一の撮影面および第二の撮影面上にそれぞれ配置すればよい。このように異なるＣＴ値を有する模擬疾患部１３０ａ〜ｃを同一の撮影面上に配置することで、模擬疾患部１３０と模擬脳実質部１２０とのＣＴ値の差（この例では、−４ＨＵ、−２ＨＵ、＋４ＨＵ）がどの程度であれば識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるようになる。
【００３４】
また、それぞれ大きさが異なる複数の模擬疾患部１３０を同一の撮影面上に配置することが好ましい。例えば、第一の撮影面には、各ＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、４０ＨＵ）について、直径が２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍの模擬疾患部１３０ａ〜ｃを配置し（図２（Ａ）参照）、第二の撮影面には、各ＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、４０ＨＵ）について、直径が３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍの模擬疾患部１３０ａ〜ｃを配置すればよい（図２（Ｂ）参照）。このように異なる大きさの模擬疾患部１３０を同一の撮影面上に配置することで、どの程度の大きさの模擬疾患部１３０（この例では、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ）まで識別しうるかという観点から、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができるようになる。
【００３５】
第二の撮影面（図１のＢ−Ｂ’断面）は、第一の撮影面（図１のＡ−Ａ’断面）と面積が異なっていることが好ましい。一般的に、Ｘ線ＣＴ装置での撮影では、有効視野に対する対象物の大きさが変化すると対象物のＣＴ値が変化するからである。例えば、図１に示すように、砲弾状のファントム１００の上部の半球部分に第二の撮影面を設定することで、第一の撮影面と第二の撮影面の面積を非同一にすることができる。
【００３６】
固定具取り付け部１４０は、Ｘ線ＣＴ装置の固定具を取り付けるための部材であり、例えば、固定具を取り付けるための穴を設けられたアクリル板である。
【００３７】
本実施の形態のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価するには、通常の条件でファントムの第一の撮影面および第二の撮影面を撮影し、それぞれの撮影面の断層像を表示して、断層像上識別しうる模擬疾患部のＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、４０ＨＵ）および直径（２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ）を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能（最小何ＨＵの差まで識別可能か、最小何ｍｍのものまで識別可能か）を評価すればよい。以上の手順で得られた結果から、当該Ｘ線ＣＴ装置がどの程度の低いコントラストまで識別しうるか、およびどの程度小さい疾患部位まで識別しうるかを知ることができる。また、撮影条件に関する各種パラメータ（例えば、管電圧、管電流、撮影時間、スライス厚など）を変化させながらＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することで、Ｘ線ＣＴ装置が疾患を描出するための最適な撮影条件を決定することもできる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態のファントムは、ヒトの頭部の構造、形状およびＣＴ値を模擬したものであるため、ヒトの頭部を撮影したときに近いデータを取得することができる。したがって、本実施の形態のファントムは、ビームハードニングなどの影響を加味したＸ線ＣＴ装置の評価や疾患描出能を向上させるための撮影条件の検討などにも用いることができる。
【００３９】
また、本実施の形態のファントムは、急性期脳梗塞や出血量が少ない急性期脳出血、びまん性脳出血などの周囲とのＣＴ値の差が極端に小さい疾患を模擬したものであるため、本実施の形態のファントムを用いることでＸ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価を適切に行うことができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２のＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの構成を示す断面図である。図４（Ａ）は、図３のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【００４１】
図３および図４において、疾患描出能評価用ファントム２００は、模擬頭蓋骨部１１０、模擬脳実質部１２０、複数の模擬疾患部１３０（模擬疾患部１３０ａ〜ｃを含む），２１０および固定具取り付け部１４０を有する。本実施の形態のファントム２００は、第三の撮影面（図３のＣ−Ｃ’断面）上に模擬疾患部２１０をさらに有する点で実施の形態１のファントム１００と異なり、それ以外の各構成要素は実施の形態１のファントム１００の各構成要素と同じものである。
【００４２】
模擬疾患部２１０は、第一の撮影面（図３のＡ−Ａ’断面）および第二の撮影面（図３のＢ−Ｂ’断面）上に配置された模擬疾患部１３０と同様に脳疾患を模した球状の部材であり、第三の撮影面（図３のＣ−Ｃ’断面）上に複数配置されている。模擬疾患部２１０のそれぞれは、模擬疾患部１３０と同様のものであり、大きさやＣＴ値などは目的に応じて適宜設定すればよい。例えば、模擬脳実質部１２０のＣＴ値が３６ＨＵである場合、ＣＴ値が３８ＨＵで、大きさがそれぞれ異なるもの（例えば、直径が２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍのもの）を第三の撮影面上に配置すればよい。
【００４３】
本実施の形態のファントムを用いてＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価するには、実施の形態１のファントムと同様に、ファントムの第一の撮影面、第二の撮影面および第三の撮影面の断層像を表示して、断層像上識別しうる模擬疾患部のＣＴ値（３２ＨＵ、３４ＨＵ、３８ＨＵ、４０ＨＵ）および直径（２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ）を決定することで、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価すればよい。このとき、第三の撮影面の断層像は、第三の撮影面を直接撮影して得られた断層像であってもよいが、任意断面再構成（ＭＰＲ）により再構成された断層像であってもよい。以上の手順で得られた結果から、当該Ｘ線ＣＴ装置がどの程度の低いコントラストまで識別しうるか、およびどの程度小さい疾患部位まで識別しうるかを知ることができる。また、撮影条件に関する各種パラメータ（例えば、管電圧、管電流、撮影時間、スライス厚など）を変化させながらＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することで、Ｘ線ＣＴ装置が疾患を描出するための最適な撮影条件を決定することもできる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態のファントムは、実施の形態１のファントムの効果に加え、Ｘ線ＣＴ装置の撮影面（Ｘ線管と検出器とを結ぶ直線に対して平行な面）と異なる向きの断面（断層）についてのＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、例えば、医療現場やＸ線ＣＴ装置の製造現場などでＸ線ＣＴ装置の疾患描出能を評価する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの断面図である。
【図２】（Ａ）は、図１のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、（Ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るＸ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントムの断面図である。
【図４】（Ａ）は、図３のＡ−Ａ’を通る切断面を示す断面図であり、（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ’を通る切断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００，２００ Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム
１１０ 模擬頭蓋骨部
１２０ 模擬脳実質部
１３０，２１０ 模擬疾患部
１４０ 固定具取り付け部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
模擬頭蓋骨部と、
前記模擬頭蓋骨部内に配置され、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内である模擬脳実質部と、
前記模擬脳実質部内に配置され、ＣＴ値が前記模擬脳実質部のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内である模擬疾患部と、
を有する、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム。
【請求項２】
前記模擬疾患部のＣＴ値は、前記模擬脳実質部のＣＴ値の±４ＨＵの範囲内である、請求項１に記載のファントム。
【請求項３】
前記模擬頭蓋骨部のＣＴ値は、８００〜１５００ＨＵの範囲内である、請求項１に記載のファントム。
【請求項４】
同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、請求項１に記載のファントム。
【請求項５】
それぞれ異なるＣＴ値を有する複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、請求項１に記載のファントム。
【請求項６】
前記模擬疾患部は、各ＣＴ値についてそれぞれ大きさが異なるものが複数配置されている、請求項５に記載のファントム。
【請求項７】
前記模擬疾患部を一または二以上配置される撮影面を複数有し、前記複数の撮影面のそれぞれの面積が異なる、請求項１に記載のファントム。
【請求項８】
前記模擬頭蓋骨部の外部形状は、略円錐状、略円錐台状、略砲弾状である、請求項１に記載のファントム。
【請求項９】
前記疾患は、急性期脳梗塞、急性期脳出血またはびまん性脳出血である、請求項１に記載のファントム。
【請求項１０】
請求項１に記載の脳疾患描出能評価用ファントムの前記模擬疾患部を通る断層を撮影して断層像を得るステップと、
前記断層像で識別可能な前記模擬疾患部を特定するステップと、
特定された前記模擬疾患部の直径、および前記模擬脳実質部とのＣＴ値の差を決定するステップと、
を含む、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法。
【請求項１】
模擬頭蓋骨部と、
前記模擬頭蓋骨部内に配置され、ＣＴ値が３４〜３８ＨＵの範囲内である模擬脳実質部と、
前記模擬脳実質部内に配置され、ＣＴ値が前記模擬脳実質部のＣＴ値の±６ＨＵの範囲内である模擬疾患部と、
を有する、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能評価用ファントム。
【請求項２】
前記模擬疾患部のＣＴ値は、前記模擬脳実質部のＣＴ値の±４ＨＵの範囲内である、請求項１に記載のファントム。
【請求項３】
前記模擬頭蓋骨部のＣＴ値は、８００〜１５００ＨＵの範囲内である、請求項１に記載のファントム。
【請求項４】
同一のＣＴ値を有しかつそれぞれ大きさが異なる複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、請求項１に記載のファントム。
【請求項５】
それぞれ異なるＣＴ値を有する複数の前記模擬疾患部が、同一の撮影面上に配置されている、請求項１に記載のファントム。
【請求項６】
前記模擬疾患部は、各ＣＴ値についてそれぞれ大きさが異なるものが複数配置されている、請求項５に記載のファントム。
【請求項７】
前記模擬疾患部を一または二以上配置される撮影面を複数有し、前記複数の撮影面のそれぞれの面積が異なる、請求項１に記載のファントム。
【請求項８】
前記模擬頭蓋骨部の外部形状は、略円錐状、略円錐台状、略砲弾状である、請求項１に記載のファントム。
【請求項９】
前記疾患は、急性期脳梗塞、急性期脳出血またはびまん性脳出血である、請求項１に記載のファントム。
【請求項１０】
請求項１に記載の脳疾患描出能評価用ファントムの前記模擬疾患部を通る断層を撮影して断層像を得るステップと、
前記断層像で識別可能な前記模擬疾患部を特定するステップと、
特定された前記模擬疾患部の直径、および前記模擬脳実質部とのＣＴ値の差を決定するステップと、
を含む、Ｘ線ＣＴ装置の疾患描出能の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−９００１４（Ｐ２００９−９００１４Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６５５１８（Ｐ２００７−２６５５１８）
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【出願人】（５９１１０６４６２）茨城県 (45)
【出願人】（５９６１６５５８９）学校法人 聖マリアンナ医科大学 (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【出願人】（５９１１０６４６２）茨城県 (45)
【出願人】（５９６１６５５８９）学校法人 聖マリアンナ医科大学 (53)
【Ｆターム（参考）】
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