CTは単純X線撮影と比べX線被ばくが多く，被ばく低減は日常臨床において重要なテーマである。そこで，本講演では，東芝独自の被ばく低減技術であるAIDR 3Dについて，その概要と胸部領域での視覚評価における有用性，さらに機能画像診断における有用性を解説する。

AIDR 3Dの概要

東芝独自の低線量撮影技術であるAIDR 3Dは，2段階のノイズ低減処理を行い高画質化を図る技術である。第1段階では，統計学的ノイズモデルやシステムノイズモデルを用いて，アーチファクトとノイズを低減する。その後，第2段階として解剖学的ノイズモデルにより，撮影部位や組織構造を考慮しながらノイズ成分のみを抽出し，繰り返し除去を行う。物理特性を見ると，オリジナルの画像では線量が下がるとSD値が上がっていくが，AIDR 3Dでは，線量が下がってもSD値はほとんど変わらず，線量に応じてアダプティブに効果が働く。このため，低線量下においても画質の維持が可能になる（図1）。
また，AIDR 3Dは，Weak，Mild，Standard，Strongの4種類の強度を設定することができる。さらに，Auto Exposure Control（AEC）と連動させることで，さらなる被ばく低減が可能である。

図1　AIDR 3Dによる低線量CT

視覚的評価におけるAIDR 3Dの有用性

1．ファントム実験における評価

胸部領域におけるAIDR 3Dの有用性について，ファントム実験による視覚的評価を行った。実験では，左肺に結節，右肺にすりガラス状結節のあるファントムを使用した。管電流を270，200，100，60，50，40，30，20，10mA に設定して撮影し，FBP法とAIDR 3Dで比較した結果，FBP法の画像はノイズが多いが，同線量において，また，線量が低くなるにつれてAIDR 3Dにおける結節同定における有用性が高くなり，AIDR 3Dでは低線量下においても評価が可能になる傾向があった。
ファントム実験の統計学的処理を行った結果，270mAで撮影し，FBP法で再構成した場合のAUC（area under the curve）を基準とすると，FBP法では60mA，AIDR 3Dでは40mAまで下げることが可能であった。40mAで撮影したFBP法の画像とAIDR 3Dの画像を比較すると，AIDR 3Dの方が結節が鮮明に描出されている（図2）。

図2　‌40mAでのFBP法とAIDR 3Dの視覚的評価

2．臨床画像における評価

実際の臨床画像での視覚評価について，当大学の大野らが，2012年にAJR誌に発表した論文から^1）紹介する。
図3は，70歳代，女性，肺気腫の症例である。基準となる150mAs，AIDR 3D不使用の50mAs，AIDR 3Dを用いた50mAs，同じく25mAsでの不使用と使用の計5画像を比較した。
また，図4は，70歳代，男性のすりガラス状陰影での比較である。図3と同様に150mAsと50mAsのAIDR 3D不使用と使用，25mAsのAIDR 3D不使用と使用の画像である。図5は，60歳代，女性の肺間質性病変で，図3，4と同様の条件で撮影している。
これら3症例を含めた画質の評価については，AIDR 3Dを用いた低線量での撮影画像が，150mAsの基準画像と比べて遜色がなかったと報告されている。このようにファントム実験と臨床画像のいずれからも，低線量撮影でのAIDR 3Dの有用性がわかる。

図3　肺気腫での視覚的評価^1）

図4　‌すりガラス状陰影での視覚的評価^1）

図5　肺間質性病変での視覚的評価^1）

機能画像診断におけるAIDR 3Dの有用性

機能画像とは，主に定量評価を行い，画像から機能を評価するというものである。当大学の西尾らが，2012年にAJR誌に発表した論文^2）を紹介する。図6は，COPD（慢性閉塞性肺疾患）の画像評価である。COPDの場合，CT値が−950もしくは−960HUよりも低い領域を気腫性変化と判定して，それを定量評価していくのが標準的な手法である。
図6中の肺野にカラーマッピングされている部分が，CT値が−950HUよりも低いところとなる。赤色がclass 1（2〜8mm³），黄色がclass 2（8〜65mm³），緑色がclass 3（65〜120mm³），水色がclass 4（120mm³以上）である。150mAsの標準画像と比べて，AIDR 3Dを使用しない25mAsの低線量画像では，カラーマッピングされている部分がかなり広がっていることがわかる。一方，AIDR 3Dを用いた25mAsの画像では，AIDR 3D不使用よりもノイズの影響が抑えられており，十分に評価可能である。
図6の症例のBland-Altman plotを作成すると，気腫性変化の容積が最も小さいclass 1において，AIDR 3Dを使用していない画像では，一致率が低いという結果になった（図7）。反対にAIDR 3Dを使用した場合は一致率が高かった。これは，class 2，class 3，class 4のBland-Altman plotでも同様の傾向が見られた。

図6　COPDにおける機能画像評価^2）

図7　‌図6の症例のclass 1のBland-Altman plot^2）

このように，低線量撮影で定量評価を行う場合には，AIDR 3Dを使用した方が一致率が高いという結果が報告されている。
また，COPDの診断では，気管支の定量評価も重要である。気管支の壁の評価では，気管支の壁面積の割合を評価するWA％（wall area ％）や，気管支内腔の容積評価の指標となるLV％（luminal volume ％）が用いられている^3）。
この2つの手法を用いて，通常の線量で撮影した場合との一致率を調べたところ，WA％，LV％ともにAIDR 3Dを使用した低線量撮影の画像の方が，相関が高いという結果になった。さらに，Bland-Altman plotでは一致率が高いという結果であった。

まとめ

胸部領域において，AIDR 3Dの登場により，被ばく低減と画質の維持・向上の両立が可能になっている。また，AIDR 3Dでは，定性評価だけでなく，定量評価においても被ばく低減を可能にする。この技術により，大きな恩恵が得られるが，今後のエビデンスの確立と，それに応じた被ばく低減が必要になってくるであろう。

●参考文献
1）Ohno, Y., Takenaka, D., Kanda, T., et al. :  Adaptive Iterative Dose Reduction Using 3D Processing for Reduced- and Low-Dose Pulmonary CT ; Comparison With Standard-Dose CT for Image Noise Reduction and Radiological Findings. Am. J. Roentgenol., 199・4, 477〜485. 2012．
2）Nishio, M., Matsumoto, S., Ohno, Y., et al. : Emphysema Quantification by Low-Dose CT: Potential Impact of Adaptive Iterative Dose Reduction Using 3D Processing. Am. J. Roentgenol., 199・3, 595〜601, 2012.
3）Koyama, H., Ohno, Y.,Yamazaki ,Y., et al. : Quantitative bronchial luminal volumetric assessment of pulmonary function loss by thin-section MDCT in pulmonary emphysema patients. Eur. J. Radiol., 81・2, 384〜388, 2012.