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。
この科目は学位授与方針(ディプロマ・ポリシー)の①②③④⑤⑦に関連する。

教育内容・教育方法

【教育内容】
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、各種の医用画像評価法について、評価する意義から評価方法・結果の読取りまで解説する。

【教育方法】
授業形態:講義
講義形式で実施する。主にプロジェクターを用いたスライド表示と口頭説明であるが、数学的内容が含まれる場合、板書も一部含む。必要に応じて小テストを実施する。

(フィードバックについて)項目の節目(数回毎)に小テストを実施。用語と内容の紐付けの確認を行う。
小テストは主にマークシート形式とし、小テスト終了後、即座に正答及び解説を配布、自己採点の時間を設ける。
また、採点後、問題別の正答率に応じて必要な部分は解説する。

授業内容

項目授業内容担当者日時
第1回【対面】
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
4/15③
第2回【対面】
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
4/15④
第3回【対面】
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
4/22③
第4回【対面】
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
4/22④
第5回【対面】
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
5/6③
第6回【対面】
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
5/13③
第7回【対面】
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の概念を知る。坂口 和也
5/20③
第8回【対面】
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、比感度・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
5/27③
第9回【対面】
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
6/3③
第10回【対面】
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、周波数領域で画像を評価する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
6/10③
第11回【対面】
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
6/17③
第12回【対面】
客観的(物理的)画像評価 5
 信号対雑音比
画像の不鮮鋭およびノイズを信号対雑音比(S/N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
6/24③
第13回【対面】
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
7/1③
第14回【対面】
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
7/8③
第15回【対面】
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
7/15③

◆実務経験の授業への活用方法◆
病院での臨床経験および研究所での研究経験を踏まえ、医用画像の評価法及び画像処理技術を概説する。

到達目標

1) 医用画像の生成原理や一般画像との共通点・差異を把握し、
  専門的な用語を用いた意思疎通ができる程度の知識を身に付ける。
2) 医用画像評価のうちX線撮影系を例に取り、
  背景や意義、理論・手法および結果の解釈を、評価項目別に順序立てて説明できる。

評価基準

定期試験(80%)と小テスト(20%)により評価する。再試験は実施しない。
なお、学部試験内規に従い、出欠は定期試験受験資格の判定のみに用いる。
小テストは主にマークシート形式で実施し、問題用紙と解答・解説は同日に入手、見直しの時間も設ける。

また、感染症の拡大状況に応じて、オンデマンド式の試験に切り替える可能性もある(その際には別途連絡する)。

準備学習等(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習時間:60時間、平均4時間/回】
本科目は国家試験科目の画像工学・医用画像情報学に該当する内容を多く含むこと、他の臨床科目で当然のように出てくる単語の意味を知る科目であることから、確認のため、講義の区切り毎に小テスト(マークシート形式)を実施する。
講義後は資料の見直しを行うこと、その際、下記参考書を手元に置くと良い(2時間程度)。また、区切り毎に小テストの予告をするので、小テスト対策として再復習を行うこと(1時間/回程度の見直し)。
小テストは評価にも用いるが、個々人の復習到達度を測る指標にもなる。マークシート形式で問題・正答は小テスト当日に手に入るので、自己採点と不足分の追加を行うこと(定期試験対策と捉えて、1時間/回程度)。

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4版桂川茂彦南山堂
参考書放射線写真学
 アナログからデジタルへ
古川克治富士フィルムメディカル
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
参考書よくわかる医用画像情報学李鎔範・小笠原克彦 ・石田隆行オーム社
参考書医用画像工学岡部哲夫・藤田広志医歯薬出版
参考書改訂新版 放射線画像系の画像評価小川亙 医療科学社

備考・その他

診療放射線技師国家試験の「医用画像情報学」・「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。

科目ナンバリングコード: RT301-SS07