当院では，2012年4月より320列ADCT「Aquilion ONE」が稼働し，翌年9月の新中央診療棟開院を機に2台目の「Aquilion ONE/ViSION Edition」も稼働を開始した。そして，2014年1月より東芝メディカルシステムズとのFull IRの臨床応用に関する共同研究に着手し，同年12月にreconstructorを設置して本格的に臨床研究を開始した。次世代の逐次近似画像再構成技術であるFull IRは，Forward projected model-based Iterative Reconstruction SoluTionから「FIRST」と名付けられている。
本講演では当院での共同研究におけるFIRSTの臨床的特徴，部位別のFIRST画像の提示，現時点での課題について述べる。

FIRSTの臨床的特徴

1．画像の精度向上
FIRSTでは，空間分解能の向上，ストリークアーチファクトや画像ノイズの著明な低減，高吸収体周囲のアンダーシュートの低減などにより，従来よりも精度の高い画像が得られるようになった。
空間分解能については，櫛状ファントムによる検討から，FBP，AIDR 3Dと比べてFIRSTは高い分解能を有していることがわかる（図1）。空間分解能が向上することでパーシャルボリューム効果の影響が軽減し，CT値の精度も向上すると考えられる。また，FIRSTでは統計学的ノイズモデルを用いており，重み付けによる再構成データの選択によりノイズの多いデータを除外することで，ストリークアーチファクトの大幅な低減が可能になった（図2）。さらに，FIRSTでは再構成関数を用いないため，高吸収体周囲のアンダーシュートが原理的に発生しない。

図1　櫛状ファントムによる空間分解能の検討

図2　ストリークアーチファクトの減少

2．臓器・部位に合わせた画像最適化
FIRSTでは再構成関数という概念は存在しないことから，収束パラメータを変化させて高分解能とノイズ低減のバランスを調整し，臓器や部位に合わせた最適画像を作成する。FIRSTでは骨や肺では空間分解能が高く，肝臓ではより平滑化されるなど，部位に適した画像を得ることができる。

3．被ばく線量低減の可能性
FIRSTは被ばく低減効果も高く，肺では従来の1/3〜1/4の線量をルーチン線量にでき，肺がん検診は超低線量（0.2mSv程度）で行える可能性があると考えている。肝臓や頭部などの低コントラスト領域でも，1/2程度まで線量を低減できると期待される。
肺がんCT検診用の画像についてFBPとFIRSTを比較したところ，FIRSTの低線量（2mSv）画像の方がFBPの通常線量（8mSv）画像よりもノイズが少ない印象を受けた。CT検診では6mm以上の結節の検出が重要であることを考えると，超低線量（0.2mSv）でも十分に期待が持てる。
肝臓を対象とした検討では，通常の50％線量でダイナミックCTを撮影したところ，FBP，AIDR 3Dに比べFIRSTではテクスチャが保たれていた。一方，肝臓ファントムにおける多血性腫瘍の検出実験では，FIRSTを使用しても従来の30%程度の低線量では検出能が低下するという結果となった。

部位別のFIRST画像

臓器や部位に合わせて画像の最適化が行われるFIRSTについて，臨床画像を提示する（図3〜9）。

1．心血管
冠動脈CTAでは，AIDR 3DよりもFIRSTの方が石灰化や壁在血栓が明瞭に描出される（図3）。そして，驚くべきはステントの分解能で，FIRSTのCardiac Sharpで再構成を行うと，ストラットまで分離して描出される（図4）。頸動脈ステントの3D画像では，ステントのメッシュ構造まで観察することができる（図5）。

図3　冠動脈CTA

図4　冠動脈CTA（ステント）

図5　頸動脈ステントの3D画像

2．肺
前述の通り，FIRSTでは肺がん検診用の低線量（2mSv）撮影でも，ノイズが少ない非常に明瞭な画像を得られる。超低線量（0.2mSv）撮影の場合，FBPでは肺尖部はノイズが多く評価できないが，FIRSTでは非常に淡いすりガラス状陰影も明瞭に描出できる（図6）。

図6　肺がん検診用超低線量胸部CT（0.2mSv）

3．骨格系
股関節CTは，FBPと比べるとAIDR 3Dでも大幅にノイズが低減されているが，FIRSTではさらにノイズが低減され，骨梁構造も描出できている（図7）。また，ストリークアーチファクトが強く出やすい肩口の頸椎CTでも，FIRSTではアーチファクトが抑制できている（図8）。

図7　股関節CT

図8　頸椎CT

4．腹部
肝臓ダイナミックCTについては，FIRSTを用いることで50％程度の線量低減が可能と考えている。また，小骨盤付近はストリークアーチファクトやノイズが発生しやすい部位であるが，FIRSTではそれらがほぼ除去できる（図9）。

図9　骨盤部CT（通常線量）

FIRSTの現時点での課題

現時点では，FIRSTにはいくつかの課題がある。1つは低コントラスト分解能の向上で，肝腫瘍や急性期脳梗塞の描出能の改善である。これについては東芝のCT開発チームもよく認識しており，早晩，改良が加えられるであろう。もう1つは演算時間の短縮で，現在は320スライスで3分ほどの時間を要しており，すべての症例をFIRSTで画像再構成することは現実的でない。ただ，演算自体は非常に安定しており，演算が収束せず画像再構成ができないというようなことはない。必要に応じてFIRST再構成を追加するとよいだろう。
また，FIRSTを使っていく上でのユーザー側の課題もある。われわれは，CNRやノイズなどの単純な物理指標を用いて診断能を評価するが，実際には，CNRやノイズと病変の検出能は相関せず，CNRのみで線量低減率を決めることはできない。FIRSTのような非線形画像をどのように臨床評価していくかが，放射線診断医や診療放射線技師，医学物理士にとっての課題であろう。

まとめ

FIRSTでは，空間分解能が高く，アーチファクトの少ない画像を得ることができる。特に，肺野，心臓領域，ステントの描出などでは，従来のFBPよりも圧倒的に画質が良い。ただし，低コントラスト分解能の向上，演算時間の短縮など，いくつかの課題が残っており，さらなる技術の進歩が期待される。

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