放射性透視3次元印刷：リアルなCTファントムを作成する方法

解剖学的詳細と放射線減衰特性の高精度を持つ個々の患者の擬人化されたファントムを作成する方法を開発する目的。材料と方法インクジェットカートリッジにヨウ化カリウム溶液（600 mg/ml）で満たされ、プリントがプレーンペーパー（80 g/m2）で実現しました。100枚のプリントのスタックは、厚さ1 cmの3次元ファントムをもたらしました。最初のステップでは、実際の患者の腹部スキャンのコンピューター断層撮影（CT）画像を印刷することにより、患者の解剖学の再現をテストしました。2番目のステップでは、灰色のスケール、ヨウ素堆積、およびHounsfieldユニットを、0％（白）から100％（黒）の範囲の灰色のスケールで幾何学的なファントムを印刷することにより調査されました。これらの結果に基づいて、患者ファントムで現実的なハウンズフィールドユニットを達成するために、グレースケール補正手順が開発されました。3番目のステップでは、実際の患者のHounsfieldユニットの再現は、グレースケール補正手順を適用した後、最初の患者CTスキャンを再度印刷することにより検証されました。ピアソン相関、線形回帰、および非線形回帰を使用して、データを分析しました。結果最初の腹部ファントムは、患者の解剖学の詳細な複製を示し、概念の実現可能性を実証しました。ただし、実際の患者CTスキャンから逸脱した個々のオルガンハウンズフィールドユニット。幾何学的なファントムの分析により、テンプレートグレースケールとプリンターの堆積の間の指数関数的相関が明らかになりました。テンプレートグレースケールへの修正手順の適用により、線形相関が可能になりました（r = 0.9946; 95％信頼区間：0.9916、0.9966）。同じ修正手順が腹部ファントムに適用された後、ファントムと患者のハウンズフィールドユニットの線形相関が確認されました（r = 0.9925; 95％信頼区間：0.9635、0.9985）。結論この研究で提示された方法は、個々の患者の繁殖を含む、診断および治療的放射線科のための現実的でカスタマイズ可能なファントムを実現できます。©RSNA、2016。

Purpose To develop a method to create anthropomorphic phantoms of individual patients with high precision of anatomic details and radiation attenuation properties. Materials and Methods Inkjet cartridges were filled with potassium iodide solutions (600 mg/mL) and prints were realized on plain paper (80 g/m2). Stacks of 100 prints resulted in three-dimensional phantoms of 1 cm thickness. In a first step, reproduction of patient anatomy was tested by printing computed tomographic (CT) images of a real patient abdomen scan. In a second step, gray scales, iodine deposition, and Hounsfield units were investigated by printing geometric phantoms with gray scales ranging from 0% (white) to 100% (black). On the basis of these results, a gray-scale-correction procedure was developed to achieve realistic Hounsfield units in the patient phantom. In a third step, reproduction of the real patient's Hounsfield units was verified by printing the initial patient CT scan again after application of the gray-scale-correction procedure. Data were analyzed by using Pearson correlation, linear regression, and nonlinear regression. Results The first abdomen phantom showed a detailed reproduction of the patient anatomy and demonstrated feasibility of the concept. However, individual-organ Hounsfield units deviated from the real patient CT scan. Analysis of the geometric phantoms revealed an exponential correlation between template gray scales and printer deposition. Application of a correction procedure to the template gray scales allowed for a linear correlation (r = 0.9946; 95% confidence interval: 0.9916, 0.9966). After the same correction procedure was applied to the abdomen phantom, linear correlation of phantom and patient Hounsfield units was confirmed (r = 0.9925; 95% confidence interval: 0.9635, 0.9985). Conclusion The method presented in this work can realize realistic and customizable phantoms for diagnostic and therapeutic radiology, including the reproduction of individual patients. © RSNA, 2016.