78PM12｜第78回診療放射線技師国家試験過去問

OS-EM 法で正しいのはどれか。

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正解: 5

正答

5．FBP法と比べて高カウント領域からのストリークアーチファクトが少ない。

OS-EM法は、SPECTやPET画像再構成で用いられる逐次近似再構成法の一つです。

OS-EMは、Ordered Subsets Expectation Maximization の略で、ML-EM法を高速化した方法です。
投影データをいくつかのサブセットに分けて、反復計算を効率よく進めます。

この問題では、OS-EM法の特徴と、FBP法との違いを理解しているかが問われています。

FBP法は、フィルタ補正逆投影法です。
計算が速いという利点がありますが、高カウント領域や強い集積がある場合に、放射状のストリークアーチファクトが出やすいことがあります。

一方、OS-EM法は逐次近似再構成法なので、測定データと推定画像を反復的に比較しながら画像を更新します。
そのため、FBP法と比べて高カウント領域からのストリークアーチファクトを抑えやすい特徴があります。

したがって、正しい記述は
5．FBP法と比べて高カウント領域からのストリークアーチファクトが少ない。
です。

OS-EM法では、最初に仮の画像を作り、その画像から予測される投影データと、実際に測定された投影データを比較します。
その差をもとに画像を更新し、これを繰り返して画像を再構成します。

さらに、投影データを複数のサブセットに分けて処理するため、ML-EM法よりも収束を速くできます。

ただし、反復回数を増やせば常に画質がよくなるわけではありません。
反復を進めすぎると、雑音が目立ちやすくなるため、イタレーション数やサブセット数の設定が重要です。

1．負の画素値を生じる。
誤りです。
OS-EM法では、非負の初期値から計算を始めると、更新後の画素値も基本的に非負になります。
負の画素値を生じにくいことが、逐次近似再構成法の特徴の一つです。

2．各画素の最大値を求めることに等しい。
誤りです。
OS-EM法は、各画素の最大値を単純に求める方法ではありません。
測定された投影データに合うように、放射能分布を反復的に推定する方法です。
「最大値を探す」というより、画像全体としてもっともらしい分布を推定していく方法です。

3．逐次近似の回数とともに雑音が減少する。
誤りです。
反復回数を増やすと、はじめは画像が改善しますが、増やしすぎると雑音が目立つようになります。
そのため、逐次近似の回数とともに雑音が単純に減少し続けるわけではありません。

4．サブセット数が決まればイタレーション数は固定される。
誤りです。
サブセット数とイタレーション数は、それぞれ設定する再構成条件です。
サブセット数が決まっても、イタレーション数が自動的に固定されるわけではありません。
一般に、更新回数の目安は「サブセット数 × イタレーション数」で考えます。

5．FBP法と比べて高カウント領域からのストリークアーチファクトが少ない。
正しいです。
OS-EM法は逐次近似再構成法であり、FBP法と比べて高集積部から伸びるストリークアーチファクトを抑えやすい特徴があります。
これが本問の正答です。

OS-EM法は、次のように整理して覚えます。

FBP法は速いがストリークが出やすい、OS-EM法は反復計算でストリークを抑えやすい、と覚えると整理しやすいです。

この問題では、OS-EM法の特徴として正しいのは
5．FBP法と比べて高カウント領域からのストリークアーチファクトが少ない。
です。