本講演では，東芝メディカルシステムズ社のFull IR（逐次近似再構成）技術“FIRST”の基本原理と，成人および小児循環器領域におけるFIRSTの有用性について述べる。

FIRSTの基本原理

FIRSTは，順投影適用モデルベース逐次近似再構成による新しい画像再構成技術で，大幅な画質改善を実現している。なかでも特徴的なのがRegularizationという過程で，対象部位に合わせたパラメータの最適化により，現時点でBone，Cardiac，Cardiac Sharp，Lung，Body，Body Sharpの6種類の処理が可能となっている。
FIRSTのカタログを基に当院にて再現実験を行ったところ，Water Phantomを用いた検討では低mAsでも十分なノイズ低減効果が得られたほか，Catphan Phantomを用いた検討では空間分解能の大幅な向上が確認された。さらに，HUプロファイルを作成したところ，低CT値から高CT値までの差がFBPと比較してかなり大きく，これらの検討の結果から，ノイズ低減，空間分解能の向上，濃度分解能の向上が図られていることが確認できた。

成人の循環器領域におけるFIRSTの有用性

1．症例提示

症例1は正常例で，体重72kg，120kV，350mA（小焦点），275ms/rot，scan length：120mm，Target CTA：75％ 1beatの条件で撮影し，被ばく線量は1.45mSvと低線量である。VR画像（図1）にてFBP，AIDR 3D Enhanced，FIRST Cardiac Strongを比較すると，対角枝や鈍角枝，中隔枝の細い枝が明瞭に描出されており，Angio Graphic Viewでも同様に末梢の細い枝や太い枝がかなり均一に描出されていた。CPR画像（図2）にて近位（＃5），中位（＃7），遠位（＃8）の濃度を測定すると，＃8でも高濃度に保たれていることが，細い枝を明瞭に描出できる理由と思われる。

図1　症例1（正常例）のVR画像における描出能の比較

図2　症例1のCPR画像における濃度分解能の比較

症例2は，体重116kgの肥満患者で，120kV，750mA（大焦点），275ms/rot，scan length：140mm，Target CTA：75％ 1beatの条件で撮影し，被ばく線量は4.02mSvである。FBPではきわめてノイズが多いが，FIRSTでは低体重の患者と同等の高画質が得られた。それぞれの心筋と心内腔のSDの比較においても，FIRSTでは画質が大幅に改善していることがわかる（図3）。

図3　症例2の心筋と心内腔におけるSDの比較

症例3は，石灰化とプラークを有する体重67kgの患者で，120kV，350mA（小焦点），scan length：140mm，Target CTA：75％ 1beatの条件で撮影し，被ばく線量は1.8mSvであった。特に石灰化およびびまん性プラークの近位部についてFBPとFIRSTを比較すると，FIRSTでは石灰化近位部のブルーミングアーチファクトが低減し，石灰化と内腔の境界が明瞭となっているほか，プラークと心周囲脂肪織との境界も明瞭である（図4）。これは，日常臨床におけるFIRSTの最大の利点であり，読影の負担軽減につながっている。また，プラーク解析を行ったところ，循環器科の医師から，FIRSTでは実態をかなり反映しているのではないかとの評価が得られた（図5）。

図4　症例3：石灰化とプラークを有する患者における描出能の比較

図5　症例3のプラーク解析画像の比較

2．焦点サイズと被ばく線量

CT撮影に当たり，低線量ですむ場合は焦点を絞って撮影できるが，線量が増えるに従い焦点を広げざるを得なくなる。このため，大焦点では画像にボケが生じる。320列面検出器CT（ADCT）では，350mAまでが小焦点，500mA以上が大焦点となる。
当院ではFIRSTの導入に当たり，AIDR 3D Enhancedと比較して15％の被ばく低減を行った。当院におけるAIDR 3D Enhancedの89症例とFIRSTの95症例（計184症例）の焦点サイズを確認したところ，AIDR 3D Enhancedでは体重69kgまでの約72％の症例を小焦点で撮影していたが，FIRSTでは79kgまでの約93％の症例を小焦点で撮影できていることがわかった。また，被ばく線量については，AIDR 3D EnhancedからFIRSTにした際に管電流を下げたことで，CTDIvol，DLP，Effective Doseのいずれも約28％低減している。
図6は，放射線科医による画質の主観的評価である。Sharpness，Blooming，Noise and overall image qualityという4つの指標において，AIDR 3D Enhanced，FIRST共に臨床的には十分な画質が得られているが，FIRSTの方が有意に高画質であるとの結果となった。

図6　放射線科医による画質の主観的評価

小児循環器領域におけるFIRSTの有用性

当院では小児の撮影は80kV，275ms/rot，SD=40，Target CTA：40％ 1beatという，きわめて低線量の条件で行っている。
症例4は，0歳0か月，単心房，単心室，両大血管右室起始症（DORV）の患児であるが，FIRSTでは心房や心室の形態がきわめて明瞭に描出されている（図7）。また，症例5は，1歳0か月の患児であるが，冠動脈起始部もはっきりと確認可能で（図8），SD=40でも自信を持って診断することができる。
小児における当院での実際の被ばく線量を見ると，生後3か月未満，3〜12か月，1〜5歳のいずれも0.22〜0.37mSvで撮影できている。これは，医療被ばく研究情報ネットワーク（J-RIME）の診断参考レベル（DRL）における乳児の胸部単純X線写真の表面入射線量とほぼ同等ある。また，小児の胸部CTのDRLは，1歳未満がCTDIvol=11mGy，DLP=210mGy・cm，1〜5歳がCTDIvol=14mGy，DLP=300mGy・cmであるが，当院では約1/20に低減されている。このように，FIRSTでは低線量でも小児心疾患の十分な評価が可能なことから，小児科医や患児の保護者から高い評価が得られている。

図7　症例4：0歳0か月のDORV患児における描出能の比較

図8　症例5：1歳0か月患児の冠動脈起始部の描出能の比較

まとめ

FBPからAIDR，AIDR 3D，AIDR 3D Enhanced，そしてFIRSTへと，逐次近似再構成は進化してきた。今後もさらなる進化を続け，FIRSTの臨床適応が広がることが期待される。

前田恵理子（Maeda Eriko）
2003年　東京大学医学部医学科卒業。同附属病院研修医を経て，2005年〜同院22世紀医療センターコンピュータ画像診断学/予防医学寄付講座特任助教。

 

 

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