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デジタルマンモグラフィの基礎の基礎２

篠原範充岐阜医療科学大学保健科学部放射線技術学科

京都マンモグラフィ研究会

ＩｍａｇｅＪ

•アメリカ国立衛生研究所(National Institute

for Health :NIH)において開発されたオープンソースの画像処理・解析ソフトウエア

•多くの優れた特徴を備えているため、医療の分野に限らず画像を扱う様々な研究分野で使用されている

ＩｍａｇｅＪ

①使用する環境を選ばない

Windows、Linux、Mac など、JAVAがあれば動作

②拡張性が高い

プラグイン開発や、マクロ言語による機能拡張が可能

③扱えるファイルのタイプが豊富

• DICOM，JPEG，GIF，BMP，TIFFなどの画像フォーマット

• RAWデータやテキストデータの読み込み・書き出しが可能

• 8～64bitの濃淡画像とカラー画像まで対応しており、濃度階調数が大きいCTやMRI、DR画像なども、原画像のまま表示

・Image Jを検索（http://rsb.info.nih.gov/ij/）

・ダウンロード

・自分のＯＳに合わせて

選択して下さい．

JAVAは付いているものを選択する方がいいのでWith ●● を選択

http://rsb.info.nih.gov/ij/

・保存するとアイコンが生成・クリックしてインストールを実行して下さい

・適当な場所に保存して下さい．

・起動しましょう

ＩｍａｇｅＪ

画像の入出力印刷

画像編集（コピー，貼り付け，切り取り）ＲＯＩ設定，オプション選定

画像計測，画像解析，グラフ表示

デジタルマンモグラフィ品質管理マニュアルでは下記のツールが操作できればよい

ＩｍａｇｅＪ

選択ツール画像スクロール（移動）

拡大鏡

画像を開きましょう

その前に

・サンプリング間隔

・濃度分解能

・マトリックス数

・画像のフォーマット

は確認できていますか？


60mmは，50μmでは何ピクセルですか？

60mm→60000μm

60000μm÷50μm=1200 pixels

60mmは，100μmでは何ピクセルですか？

60000μm÷100μm=600 pixels

画像を開き，既定の測定場所にＲＯＩを設定する

には，検出器のサンプリングピッチを参考に


進数の表現

多くの場合，２進数→8bit

１６進数を使用している場合

→unsigned value（正の値）：ほとんどのＭＭＧ

→signed value(正負の値に対応）

濃度分解能

8bit(256階調) →8bit 1byte



16bit(65536階調） →16bit 2byte

DICOMであれば，特に意識しなくてよい


画像フォーマット

ファイル情報(file header)

画像情報（image header)

画像データ（image DATA)

BMP,TIFF,JPEG,GIF

情報が含まれているため

それを読み込むことで

通常のＰＣで操作可能

DICOM

通常では，開くことができな

いが，ImageJは対応済み

RAW

ImegeJでも編集可能

オリジナルフォーマット

原則開くことができない



エンディアネス

ビックエンディアン

リトルエンディアン

2byte以上の画像で必要な知識（10bit以上）

１０００上位byte 下位byte

ビックエンディアン 1000

リトルエンディアン 0010：多くのＭＭＧ


画像を表示・処理のためのメモリ

→画像データを読み込むためのメモリ領域をあらかじめ確保マンモは，データ量が大きいので必須ですシステムに合わせて設定しましょう

座標(cm)画素値が表示

ピクセルで焦点を合わせたい場合

０に変更

１．０に変更

座標がピクセルに変更

矩形ツールで測定したい領域を選択しましょうROI256×256座標X:1000Y:1000拡大を利用

Analyze→Mesure

ＲＯＩの大きさはh:高さW:幅を参照

測定場所にＲＯＩを移動させましょう！

ＲＯＩにマウスを合わせる

手から

矢印に変更するまで待って下さい

Analyze→Mesure

何が測定できますか？

画素値

標準偏差

その他，最大値，最小値，重心中央値・・・・

ROIの設定

適切な場所に

ROIを設定するこ

とは困難でした．

でも，下記の手順で簡単に設定Edit

→Selection

→Specify

ROIの設定

通常は，座標は

左角なので

Centeredに

チェックを入れれば，座標設定がしやすい

観察しにくいですよね何が映っているか

観察が可能になります．階調変更により測定値が変わるのでは？と心配の方もいるかもしれません．答えは，階調に左右されませんので，観察しやすくして正しい位置の確認をしてください．

Imege J

医療における使用用途は，多岐にわたります．・フィルタリング：難ＣＡＤセミナー・3次元画像作成・差分画像の作成：難ＣＡＤセミナー・ボケマスク処理：難ＣＡＤセミナー・フーリエ変換：難ＣＡＤセミナー・ＭＴＦ（ＳＣＴＦ）：難ＤＲセミナー・ＷＳ（ＮＰＳ）：難ＤＲセミナー

詳しくは，書籍日本放射線技術学会雑誌，INNERVISIONでご確認をご希望があれば，可能な範囲でお答えします．

Imege J

・特性曲線の作成・ＡＥＣの作動確認・ＡＣＲ推奨ファントムへの適用

特性曲線

画素値の平均vs相対線量のグラフを書く．横軸は，線量あるいは相対線量

相対線量＝Log10（線量／標準線量）

ステップファントムでBootstrap法でも可能

ＡＥＣの作動確認


被写体厚・乳腺密度を考慮して一定の画像濃度を得るために線量を制御する機構画質と線量のバランスを決める重要な役割

ディジタルマンモグラフィでは画質と線量のバランスを変えることができる．

光学濃度→画質


アナログ，ＣＲ系→検出器を透過したＸ線を半導体素子で検出

ＦＰＤ→検出器透過後のＸ線を検出できないため，わずかなＸ線を照射して，これらの信号値を検出器より読み出して照射線量を制御


画質の指標：CNR（contrast to noise ratio）

コントラストとノイズのバランスの比


・乳房支持台上にPMMA40mmを配置アルミ箔（厚さ0.2mm，純度99.9%）を置く．

圧迫板あり・臨床条件・画像データより画素値の平均（mBG， mAl）

標準偏差（σBG，σAl）

2

22

AlBG

AlBG mmCNR

胸壁端

20m

m

20mm

20m

m

20mm

60mm以上

60m

m以上

30mm 30mm

Al板

ROIBG

mBG, σBG

ROIAl

mAl, σAl

60m

m詳細は，マニュアルを参照


ＰＭＭＡの厚さを2cmから4cmに変えて行い，ＡＥＣ動作を確認する．

臨床条件での平均乳腺線量を測定→画質と線量とのバランスを評価

ＦＰＤのユーザーは，加算的ラグ，乗算的ラグなどの項目を確認できることが望ましいと考える．（ゴーストとラグ）

ＡＣＲ推奨ファントム

ＡＣＲ推奨ファントム

精中委ＨＰより

ACR 推奨ファントムの中心濃度1.5 ± 0.15 となる条件で撮影する。

アクリルディスクとファントムの濃度の差が 0.4 以上

ＴＭ－５（井原電子工業）アパーチャ3mm100μｍ → 30×30 pixels

基準日の模擬石灰化試料各々の画素値（Cc1, Cc2, Cc3, Cc4, Cc5,Cc6）各日の模擬石灰化試料各々の画素値（Cp1, Cp2, Cp3, Cp4, Cp5,Cp6）を測定する．模擬石灰化試料ごとに相対値を求めて，6個のデータの平均をとる．

基準日の模擬腫瘤試料の画素値（Mc）各日の模擬腫瘤試料の画素値(Mp)

Mp

McMass

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

CCal

p

c

p

c

p

c

p

c

p

c

p

c

6/)(6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 5 10 15 20

相対値（測定日／基準日）

期間（週）

1週間ごとの画素値測定

石灰化

腫瘤

注意

・ＤＩＣＯＭデータが取り出せないかもしれない？

・規格化処理後？画像処理後？，

階調処理後？，コンソール上？，ＰＡＣＳ上？

・そもそもこのデータは？

目的と施設の環境に合わせて必要なデータを考えて，何か管理したいですね？

最後に

ダイナミックレンジ，乗算的ラグ，加算的ラグなどは，上記方法を用いれば可能です．挑戦してみてください

お問い合わせ：

岐阜医療科学大学放射線技術学科講師篠原範充

MAIL [email protected]

デジタルマンモグラフィ...

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