画像工学Imaging System Engineering
科目責任者坂口 和也 (※)
担当者坂口 和也 (※)
科目概要2年 (2単位・必修) [医療工学科 診療放射線技術科学専攻]

授業の目的

アナログやデジタル形式の医用画像が形成される原理および一般的な画像との間の類似点・相違点を理解し、高精度かつ不変性の高い医用画像を提供することが将来的な職責であることを意識し、基礎的な医用画像の評価法を習得することで、その後の医用画像処理や新技術に対する使用者側の評価などの礎とする。

教育内容・教育方法

主としてX線画像の生成についてアナログ画像とデジタル画像の両面から解説し、一般的な画像や写真との対比を行うことで、医用画像の特徴を講義する。さらに、画像評価や処理の基礎となるフーリエ変換等の直交展開および統計学的手法について小テスト等の演習を交え講義する。

授業内容

項目授業内容担当者日時
第1回画像工学概論医用画像の形成について概要を理解し、画質と医療被ばくの相反問題について考える。坂口 和也
4/12③
第2回アナログ画像生成原理フィルム・増感紙(蛍光体)を用いたX線の画像形成について習得する。坂口 和也
4/12④
第3回デジタル画像生成原理デジタル画像機器(CR・FPD)を用いたX線の検出原理について習得する。坂口 和也
4/19③
第4回デジタル画像概論フォトダイオードによる光の検出から2進数でのデータ格納まで高校「情報」で学んだ内容の復習と発展を行う。坂口 和也
4/26③
第5回デジタル画像論(1)
~標本化・量子化~
画像のデジタル化(標本化・量子化)について理解する。坂口 和也
5/10③
第6回デジタル画像論(2)
~圧縮・保存~
デジタル画像の圧縮・保存法の手法や種類について知識を得る。坂口 和也
5/17③
第7回デジタル画像論(3)
~画像の数学的変換~
離散コサイン変換、離散ウェーブレット変換、離散フーリエ変換など、画像で用いられる直交変換について概念を理解する。坂口 和也
5/24③
第8回客観的(物理的)画像評価(1)入出力特性画像の濃淡を示す指標である、コントラストおよびその測定(特性曲線・センシトメトリー)について習得する。坂口 和也
5/31③
第9回客観的(物理的)画像評価(2)解像特性(実空間)画像の不鮮鋭を示す指標である、解像特性(解像力法など)の測定原理および結果解釈について理解する。坂口 和也
6/7③
第10回客観的(物理的)画像評価(3)解像特性(周波数空間)画像の不鮮鋭を示す指標である、解像特性のうち、周波数で画像を評価するMTFの測定原理および結果解釈について理解する。坂口 和也
6/14③
第11回客観的(物理的)画像評価(4)雑音特性画像に含まれるノイズ量を評価する、雑音特性(RMS粒状度・WS)の測定原理および結果解釈について理解する。坂口 和也
6/21③
第12回客観的(物理的)画像評価
(5)総合的評価
画像の不鮮鋭およびノイズを信号対雑音比の概念を用いて、総合的に評価する方法(NEQ/DQE)を習得する。坂口 和也
6/28③
第13回主観的(視覚的)画像評価
(1)統計的な評価法
人の目による画像診断に立脚した、主観的評価理論・統計的決定理論について概念を理解する。坂口 和也
7/5③
第14回主観的(視覚的)画像評価
(2)ファントム撮影法
C-Dダイアグラムやハウレットチャート法について撮影方法や評価法について習得する。坂口 和也
7/12③
第15回主観的(視覚的)画像評価
(3)ROC解析
主観的評価法の代表格であるROC解析を理解する。また、ROC解析に用いられる医療統計用ソフトウェアについて概略を知る。坂口 和也
7/19③

到達目標

医用画像の様々な評価法を習得することで、将来、臨床現場において受診者のリスクと便益の観点から、低被曝線量で情報量の多い画像を引き出せるような技術者になれることを目標とし、そのために必要な画像評価法および画像処理技術について知識レベルで説明できる。

評価基準

定期試験(80%)および、講義中に実施する小テスト(20%)の重みで評価する。
出欠は学部規定に従い定期試験受験資格判定にのみ用いる。

準備学習等(予習・復習)

X線(光子)と人体・X線検出器の相互作用を主として扱うことから、放射線系基礎科目と関連づけて学習を進めること。一方、画像評価では微積分、複素数、ベクトル・行列演算等の数学的概念が必要となることから、数学系科目の復習を行うこと。

教材

種別書名著者・編者発行所
教科書毎回、資料を配付する。
参考書医用画像情報学 改訂3版桂川茂彦南山堂
参考書標準 ディジタルX線画像計測市川勝弘オーム社
参考書よくわかる医用画像工学石田隆行オーム社
参考書放射線写真学大松秀樹富士フィルムメディカル
参考書医用画像工学岡部哲夫・藤田広志医歯薬出版

備考・その他

診療放射線技師国家試験の「医用画像情報学」および「画像工学」に該当する科目であることから、十分な理解を促す目的で補講を実施することがある。