ABSTRACT(Japanese) in Medical Imaging Technology

日本語要約（Medical Imaging Technology of 1999).

January(Vol.17, No.1)

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光コヒーレンス断層画像化法と臨床診断	丹野直弘・岸章治	3
Key words : Coherence, Interferometer, Reflectometry, Optical coherence tomography, Ophthalmology, Retina, Macula
Abstract : 光波の時間領域のショートコヒーレンス（可干渉性）を利用して，生体のような高光散乱媒体においても，光波反射断層像を得る試みが成功し，すでに臨床において実用域に達している光干渉断層画像化法と臨床診断について，記述する．低コヒーレンス光源を用いる２次元反射断層画像化法の原理を詳述し，その方法の有効性や10μmに達する高空間分解能の性能を述べる．この原理により構成された「光干渉断層計」：OCT(Optical Coherence Tomography)が実用化されている．この光干渉断層計は，生体眼で網膜の断層構造を非侵襲的に光学組織切片に近い精度で画像化できる．眼底は日常の臨床で，生体顕微鏡レベルで詳細な観察が可能であるが，生検や眼球摘出の対象にほとんどならないため，病理標本がもっとも得られにくい器官であった．OCTにより，黄斑の浮腫，円孔，網膜硝子体界面病変，変性など，さまざまな病理が生体眼で明らかになるとともに，治療効果を組織学レベルで評価できるようになった．画像の解釈には，これが赤外線エコー情報のもとに再構成されたものであることに留意する必要があることを述べる．

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フェムト秒レーザーを用いる３次元生体組織観察	河田聡・中村收	11
Key words : Two photon absorption, Laser scanning microscope, 4 Pi confocal microscope, Pulse laser, Near-infrared, Three-dimensional imaging, Femtosecond
Abstract : フェムト秒レーザーを用いる，２光子吸収に基づくレーザー走査蛍光顕微鏡の実験的研究において，その原理，生体観察への影響を含めた特徴，装置の基本構成，４π共焦点光学系と最尤推定法によるデコンボリューションを用いる超高空間分解能結像方式，マイクロレンズアレイと再生増幅器を用いる高速観察法，近赤外パルスレーザーを用いる超深度観察法，可視パルスレーザーを用いる紫外回折限界像の実現法，今後の動向，とくに，コンパクトな固体レーザーの登場とその影響について述べる．

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Ｘ線位相情報による生体イメージング	百生敦	18
Key words : Phase contrast, X-ray interferometer, Cancer, Tomography, Mammography
Abstract : 最近，硬Ｘ線領域における位相コントラストイメージングの研究が活発になってきており，現在干渉法，回折法および屈折法が報告されている．それぞれの手法で得られるコントラストの物理的意味は異なるのだが，概して，位相コントラストＸ線イメージングは吸収コントラストに頼った従来のＸ線イメージングを凌ぐ感度が得られることが特徴である．したがって，生体組織を無造影で観察することが可能となる．また，高感度ゆえにＸ線照射線量を軽減できるという利点があり，生体のイメージングには非常に望ましい．前半ではこれらの手法の特徴について記述し，後半ではわれわれが研究している干渉法に絞り，医用画像診断を狙う場合にどのような観察が可能で，装置的にどのような課題と解決策が考えられるかについて解説する．

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計算機処理による超音波イメージング	田村安孝	26
Key words : Computerized ultrasonic imaging, Synthetic aperture, Three-dimensional ultrasonic imaging, Beam forming, Array signal processing
Abstract : コンピューティングによる超音波イメージングの可能性と課題について解説する．コンピュータ化された間接的ビーム形成により，直接的ビーム形成では避けられない時間的な制約の克服が可能になる．実装の際に主に問題となるのは，アレイ信号とデジタルデータのインタフェースにおけるボトルネックである．３次元超音波イメージングを含む研究事例を紹介し，この問題のブレークスルーの可能性を示す．

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生体内ラジカル動態解析のためのin vivo ESR時空間計測	尾形健明・大矢博昭	35
Key words : Electron spin resonance, Spatiotemporal measurement, Nitroxide radical, Kinetics, In vivo
Abstract : 本稿では，電子スピン共鳴（ESR）時空間計測法についてレビューする．生体内におけるフリーラジカルの動態を解析するために，ESR時空間計測法が開発されている．その中心となる技術は，低周波数のマイクロ波と，ループ・ギャップ共振器および表面コイル型共振器を導入した，高速磁場掃引in vivo ESR装置および画像システムである．ラットやマウスの体外からフリーラジカルプローブ剤を投与し，このシステムを用いて得た一連の時系列画像から，目標場の画素値の時間変化から反応速度定数を決定する方法，および小型センサーを目標場に留置して，ラジカルの信号強度の時間変化を直接観測する方法が検討されている．その１つの例として，脳に進入することができる体外投与ニトロキシルラジカルの時系列３次元画像から，脳の目標場における一次反応速度定数が決定された．

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MEGと脳機能イメージング	武田常広・内田公・遠藤博史	43
Key words : MEG, Brain, Vision, Visualization, Accommodation
Abstract : 近年目覚ましく発達したさまざまな非侵襲脳計測装置のうち，時間分解能が優れているため脳機能計測という観点から，もっとも有望と考えられる，全頭型脳磁計(MEG:MagnetoEncephaloGraphy)の測定原理，他の測定法と比べた特徴を説明した．ついで，MEGを用いたいくつかの測定例を紹介し，MEGデータの可視化研究の１例を示した．

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脳の先端イメージングと脳神経外科臨床	嘉山孝正	51
Key words : Neurosurgery, Brain imaging, MEG, Gyrectomy
Abstract : 近年の脳科学の進歩には目をみはるものがあるが，その１つに脳のイメージングがある．形態学的なものから代謝や機能までと，その進歩は日進月歩の様相を呈している．形態学的にはＭＲＩが空間分解能１ｍｍのオーダーまで進歩し手術療法には十分対応可能である．一方，脳機能のイメージングはここ数年前より始まったが，従来脳代謝の亢進を観察しそれを脳機能としていたＰＥＴのみならず，ＭＥＧでは脳神経細胞の直接的な電気活動によって生じる磁場を測定し脳機能の局在を確認できるようになった．すなわちＭＥＧの臨床の場への導入である．脳神経外科の手術前にこのような機能が確認できるようになったことは革命的なことである．向後も脳のイメージングが脳神経外科領域の治療に大きく関与する可能性を合わせて述べた．

◇研究論文◇

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ソケット間通信を利用したreal time radiology の実現	紀ノ定保臣・高田明浩・前田・知穂・堀野誠人・西田慎一郎・松井典久・細羽実・北野真由美	51
Key words : Telemedicine, Teleradiology, Real time radiology, Computer Workstation, CRT diagnosis
Abstract : Teleradiologyは遠隔地医療機関からの画像をCRT診断するものであり，その有用性は明らかである．しかし，従来のシステムは画像診断に主眼が置かれていた．本研究では，real time radiology の導入と，遠隔地医療機関からと院内の画像に対するシームレスな読影環境を提供するマルチメディア画像診断端末の設計を主課題にした．Real time radiologyはteleradiology実施時に放射線専門医の実時間的な関与を可能にするシステムである．新しいマルチメディア画像診断端末を利用すれば，ビデオカンファレンスを行いながら，同時に放射線画像を双方向に交換しながらのreal timeな診断連携が可能である．また，この機能を実現するために，ソケット間通信を利用した．本論文では，real time radiologyのシステム構成とその技術的・臨床的な観点からの評価結果について報告する．

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３次元剛体運動によるＭＲＩアーチファクトの低減法	Ａ．ゾルフィレザ・佐藤嘉伸・内藤博昭・田村進一・下條真司・中村仁信	69
Key words : MRI, Rigid motion, Artifact correction, 3-D artifact, Non-uniform sampling reconstruction
Abstract : 患者の動きは磁気共鳴画像法(MRI)により得られる画像の画質低下の主要な原因の１つである．本研究では，動きの１つのモデルとして３次元剛体運動を考え，これにより引き起こされるＭＲＩアーチファクトを補正する手法を提案する．この目標に向け，ＭＲ画像データを獲得する手法としては，多重２次元スライス技術を用いた．対象の動きに対応して集められたＭＲＩ信号は不均一サンプリングと位相誤差の影響をうけている．まず，運動パラメータは事前にわかっており，３次元運動はビュー間効果のみであるとの仮定のもとに，双線形内挿および重ね合わせ法による多重スライスデータに基づく再構成アルゴリズムをＭＲＩアーチファクト低減のため導入した．次に，運動パラメータは未知として，それを推定するため，３次元剛体運動は多重スライス画像データの各画像の関心領域(ＲＯＩ)外の観測エネルギーを増大させるという事実を利用する最小エネルギー法を用いた．

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胸部X線画像における肺腫瘤陰影の検出－多重解像度フィルタ，エネルギー差分画像の利用と性能分析－	澤田晃・佐藤嘉伸・木戸尚治・田村進一	81
Key words : Conventional lung X-ray images, Energy subtraction X-ray images, Pulmonary nodules, Laplacian of gaussian filter, Minimum directional difference filter, Multi-resolutional filter, Performance evaluation
Abstract : 本研究では，肺腫瘤陰影の検出における，エネルギー差分画像の有効性，エネルギー差分画像における多重解像度フィルタの有効性の実証，および検出性能自体に影響を与える要因に関して複数の側面から分析を行う．画像診断における肺腫瘤陰影の自動検出に関して，従来から肋骨や血管などの存在が主問題であった．その問題を回避するために，検出フィルタの設計面でのアルゴリズムの工夫が数々行われてきたが，今なお解決されていない．そこで，多重解像度フィルタ，および骨部領域と軟部領域とのX線吸収率の差を利用して骨部領域を消去するエネルギー差分画像の利用を考える．すなわち，撮像段階で大部分の原因を削除するという立場をとる．また，肺腫瘤陰影検出自体に関して，複数の分析因子を選択し，複数の側面からの性能分析を行う．すなわち，画像因子として通常X線画像およびエネルギー差分画像を，また検出フィルタ因子として∇2G (Laplacian of Gaussian)フィルタ， Min-DD (Minimum Directional Difference)フィルタ，および本論文で提案する多重解像度フィルタの各フィルタを選択する．これらの画像因子と検出フィルタ因子に加えて2種類の性能評価方法を分析因子として扱い，各側面から観察した際の検出性能に関する分析を行う．その結果，肺腫瘤陰影検出におけるエネルギー差分画像の有効性，Min-DDフィルタの通常X線画像での効果，多重解像度フィルタのエネルギー差分画像における有用性が知見として得られた．

March(Vol.17, No.2)

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Flat Panel Sensors: Questions and Answers	Guy FRIJA	99
Key words : Digital X-Ray, Computed radiology
Abstract : After years of R&D works, digital X-Ray detectors developers appear to be ready for starting the commercial step of flat panel sensors. By comparison with conventional film-screen, the dynamic of digitized images is higher and should result in enhanced diagnosis. Finally, digitized images are especially subject to protocols for procedures and to sophisticated post processing developments including automatic detection of abnormalities (for example, breast microcalcifications). There is a wide range of digital X-Ray technologies from different companies. It seems that the cost of a large FPD would be 150,000-200,000 USD, making a total X-Ray department digitization prohibitive, unless prooven significant return on investment attributable to film, and chemicals replacements, but also to patient throuput enhancement and to better staff's productivity can be demonstrated. It is expected that first commercialization will be developed with chest dedicated systems, followed quickly by full field digital mammographic systems and by small size (9 inches) image intensifiers. The inability to use FPD for portable X-Ray is one of their main limitations. Therefore it is not sure that FPD will render CR phosphore plates technology obsolete.

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A Direct Digital Image Capture System: The Future of Digital X-ray	Jeffrey H. BELL	105
Key words : DirectRay, Digital X-ray, Direct image capture
Abstract : Conventional projection radiography accounts for the largesti volume of medical images produced in a radiology department, yet it is the last area to enter the electronic age. The direct digital capture of X-rays has become a reality through recent technological developments in the electronic and semiconductor industries. The conventional analog and cutting-edge digital modalities currently available are considered either indirect or direct based on－respectively, their use of or elimination of light. Of those available, DirectRay(TM), a singular direct-to-digital technology, offers image quality, along with clinical test results and market strategy. To better understand what this means to medical imaging, let's briefly review four items: ・ the evolution of digital imaging technology; ・ the different types of digital image capture systems; ・ the science behind DirectRay technology; ・ and regarding this new technology-the results to date, its future and the needs of radiologists.

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Development of a Direct-conversion-type Flat-panel Detector for Radiography and Fluoroscopy	Shin-ichi YAMADA	110
Key words : Flat-Panel detector, Dynamic Images, Direct conversion, High resolution
Abstract : This paper describes the X-ray flat-panel detector technology which will be able to take the place of all conventional X-ray detector technologies. Hospitals are rapidly changing from handling information with analogue systems to using digital systems, accompanying the advances being made in this digital information age. The X-ray flat-panel detector will convert 2D distribution of X-ray intensity to digital image data instantly. Until now, there has not been an X-ray flat-panel detector that can completely take the place of analogue X-ray films with screens (S-F) and can acquire high-speed dynamic X-ray images with high image quality, but we have realized this by developing a direct-conversion-type flat-panel detector. The latest research result confirmed the increase of X-ray absorption capability, spatial resolution which exceeded a regular type of S-F and images without distortion in a large field of view. This detector is a compact size, just like an X-ray cassette, and can be used for both radiography and fluoroscopy, which can take the place not only of S-F but also Imaging Intensifier (I.I.) -TV. The X-ray flat-panel detector will cause dramatic changes to all X-ray systems and we can say specially that the direct-type flat-panel detector has proven to be a step toward the coming era of real full-digital hospitals.

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Development of Flat Panel Digital Radiography System	Tatsuya YAMAZAKI, Masakazu MORISHITA, Noriyuki KAIFU, Yutaka ENDO	117
Key words : Radiography, Digital, Flat panel detector, Amorphous silicon
Abstract : We developed the Digital Radiography System CXDI-11 which digitizes the X-ray image in high quality by using a self-developed flat panel detector. The CXDI-11 has a large image area of 43cm×43cm (17"×17"), and it can display the image on the pre-view monitor after only 3 seconds of exposure. In this report, we present the principle and the physical characteristics of the CXDI-11. The X-ray detector installed in the CXDI-11 is a combination of a rare-earth scintillator and an amorphous silicon flat panel detector (LANMIT). The X-ray is converted to the visible fluorescent light at the scintillator and the light is detected by the LANMIT. The image-processed data is transferred to the DICOM 3.0 conformed devices such as the diagnosis work station, the archiver and the laser imager through the network. We also show some measurement results of the dynamic range, the pre-sampling Modulation Transfer Function and the tube voltage dependent sensitivity. The CXDI-11 is superior in real time operation and image quality, thus it is the digital radiography system of the next generation.

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Integrated Digital Radiography with a Flat-panel Sensor	Ulrich NEITZEL	123
Key words : Digital radiography, Flat-panel sensor
Abstract : In this article, a short review of digital radiography systems available today is followed by a description of the emerging technology of electronic flat-panel sensors. These sensors allow fully electronic acquisition of all standard radiographic images with excellent image quality and facilitate the smooth integration of radiographic examinations into a digital radiology department. Specifications of these sensor types are reported and their operational advantages are discussed.

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Integrated FD-Systems in a Networking Environment	Reiner F. SCHULZ	130
Key words : Radiography, Solid state X-ray detectors, Amorphous silicon
Abstract : Systems for Radiography equipped with solid state X-ray detectors are being introduced into the market. Users can benefit most from the new technology, if the X-ray detector is designed with regard to application and system aspects, and the system is embedded in a networking environment.

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顔部がんの手術と再建形状推定	高橋英嗣・金子豊久・広田光一・内山清貴・関口隆三・森山紀之	137
Key words : Surgical Simulation, Facial Cancer, Bubble Meshing, Face Appearance Estimation
Abstract : われわれは人がもっとも気にする顔部の手術を対象とし，顔部がんの手術による変形シミュレーションを行った．シミュレーションのためには，表面に患者の皮膚の色を与えた顔部の3次元モデルが必要となる．色情報はCTから得られる顔表面のポリゴンに患者の正面，両側面からのカラー写真の色をマッピングした．顔部の3次元モデルは，バネ-マスモデルを用いた．このときノード間距離ができるだけ均一になるように，CADの分野で利用されているバブルメッシュ法を医用データに適用することでモデル化を行った．顔部の変形シミュレーションでは，上顎がん患者の症例をもとに，上顎骨の部分切除による形状の変形を炎症による筋肉の硬化なども考慮に入れて行った．その結果良好な変形を行うことができた．

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人体背面モアレ像上の２つの特徴軸を用いた脊柱側彎の自動分類	金亨燮・石川聖二・加藤清史・大塚嘉則	148
Key words : Symmetry, Potential symmetry, Principal axis, Moire image, Spinal deformity
Abstract : 脊柱変形症の１つである脊柱側彎症が近年増加傾向にあり，早期発見のため集団検診が行われているが，大量の画像データをマニュアルで処理するため医師への負荷が大きく，コンピュータによる診断の自動化が強く望まれている．本論文では，人体背面モアレ像に対し，主軸および潜在的対称軸を用いて脊柱側彎の自動識別を行う手法を提案する．人体の正中線を近似する潜在的対称軸と，肩胛骨付近と腰付近でそれぞれ求められる主軸とがなす角度を特徴量として，マハラノビス距離に基づく線形識別関数を特徴平面上で求め，識別を行う．正常60例，異常60例のデータについてリーブアウト法で分類実験を行い，69.2%の分類率を得た．

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光学式３次元頭部運動計測システムと定位放射線手術治療における応用の初期結果	姜凱・塩見浩也・笹間俊彦・佐藤嘉伸・井上武宏・田村進一・井上俊彦	155
Key words : Head motion, Optical measurement, Radiosurgery, Precision
Abstract : 高精度の放射線治療の普及とともに放射線治療における精度管理が，重要視されることが多くなってきた．定位放射線手術治療の際に，頭部運動は治療効果低下の重要な原因である．本研究は，頭部の動きを精密に計測できる光学式３次元位置計測システムを作製し，それを用いて定位放射線手術治療の際に，被験者の頭部運動を 0.1mm以下の精度で計測する臨床実験を行ったので報告する．被験者頭部の４箇所には，赤外線LED素子を固定し，フレーム使用時と不使用時にリアルタイムで 1秒間隔でそれぞれの赤外線LED素子の位置を測定した．本システムを用いると，定位放射線手術治療中に患者頭部の動きをリアルタイムにトラッキングし補正制御することが可能となる．

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超音波診断装置と超音波プローブ位置ディジタイザを用いた3次元心臓表示システム	大城理・南部雅幸・眞溪歩・千原國宏	165
Key words : Ultrasound B-mode image, 3D image, ECG, Digitizer, VRML, Tele-medicine
Abstract : 本論文では，超音波Bモード像から心臓の3次元画像を再構成するシステムについて述べる．本システムでは，心電同期による超音波2次元断層像の獲得と同時にディジタイザを用いてBモード像の空間的位置を取得し，3次元画像を表示することが可能である．本システムを用ると，用手的に超音波プローブを操作することで3次元画像の獲得，生成が可能であり，超音波Bモード像では把握しにくい立体構造を視覚できることが確認できた．また，結果はWWWブラウザやVRMLを用いて提示したため，離れた場所でも容易にデータを共有することができることもわかった．このようなことから，本システムは，心疾患の診断や遠隔医療としての応用が期待できる．

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インターベンショナルＭＲＩのためのナビゲータエコーを用いたイナーボリュームＲＡＲＥ	清水健治・押尾晃一・ロンキキニス・フェレンクヨレッシュ・田村進一・池添潤平
Key words : Device tracking, Rapid imaging, Inner volume, Rapid acquisition with relaxation enhancement (RATE), Local Look (LoLo), Interventional MR imaging
Abstract : われわれは，ＭＲＩ下でのインターベンションを動的にモニターするためのイナーボリュームＲＡＲＥに基づく新しい撮像法を提案する．この方法ではナビゲータエコーを用いて生検針などの器材を高速に追跡することができる．この技術を標準のＭＲＩ装置にインプリメントしてその実効性をファントム実験で確認した．われわれの方法はただちにイナーボリュームＲＡＲＥの拡張版に組み込むことが可能である．

May(Vol.17, No.3)

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FISH法とその応用法によるヒト染色体画像	稲澤譲治・福田陽司	185‐190
Key words : FISH, SKY, CGH, Chromosome Aberrations, Cancer
Abstract : ヒトゲノム解析研究においてFISH法はクローン化されたゲノム断片や遺伝子の染色体座を知る方法として利用されてきた．このFISH法を基盤に24種類のヒト染色体を区別できるSKY法や，高分子DNAを試料に全染色体領域にわたってコピー数の異常を検出できるCGH法などの新たな技術が開発されてきた．形態学的なアプローチを基本にしてきたヒトがんの細胞遺伝学は，これらの技術の導入により分子細胞遺伝学へと変容を遂げた．

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CGH（Comparative Genomic Hybridization）解析	佐々木功典	191‐196
Key Words : FISH, Cancer, Cytogenetics, DNA, Chromosome
Abstract : DNAコピー数の増減を一度のハイブリダイゼーションで明らかにすることができるCGH（comparative genomic hybridization）の方法について紹介する．CGHは固形癌の分子細胞遺伝学的解析を可能とする．解析に細胞培養や染色体標本の作製を必要としないために，通常の核型分析に比較して有利である．CGH解析装置は蛍光顕微鏡， CCDカメラ，それにコンピュータからなる画像解析装置である．腫瘍と正常組織からの DNAおのおのを異なった蛍光色素によって標識し，同時に正常の中期染色体標本にハクブリダイズする．これらの蛍光強度の比から腫瘍における各染色体（部分）のDNAコピー数の変化を知る．

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Laser Scanning Cytometerの画像	河本圭司・塚崎裕司・沼義博・趙世光	197‐202
Key Words : Laser scanning cytometer, Imaging, Flow cytometry, Brain tumor, Cell kinetics
Abstract : LSCはスライドグラス上に静置された細胞集団をレーザーで高速走査し，高精度に測定するFCMと同程度の細胞計測能力を持ちながら，スライドグラス操作を用いること，顕微鏡にて形態観察が可能であるという特徴を持っている．LSCの画像としては，PI染色によるDNA－ヒストグラムおよびヒトグラムからrecallすることにより特定の細胞を選択し，細胞の形態が同時に観察できる．その他FISHや染色体の解析，細胞診などへの応用が可能である．

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Fifty Years of Attempts to Automate Screening for Cervical Cancer	Ewert BENGTSSON	203‐210
Key Words : cervical smear prescreening, Pap-smear automation, digital image analysis, automated cytology, pattern recognition
Abstract : Cervical cancer is one of the most deadly and common forms of cancer among women if no action is taken to prevent it, yet it is preventable through a simple screening test the so called Pap-smear. Each year at least a hundred million such samples are collected and screened and the numbers are increasing. This creates a tedious mass inspection task. Numerous attempts have been made over the last 50 years to create systems that automate this task. The author has been involved in research and development of both automated and interactive cell analysis systems during the last 25 years. Based on this experience and studies of the literature and relevant WWW-pages the developments of the field are traced through the years and some comments are made about how the different generations of systems relate to each other. In spite of all the automation efforts, still no generally accepted automated prescreening device exists on the market. The main reason for this failure is the great pattern recognition capabilities needed to distinguish between cancer cells and all other kinds of objects found in the specimens: cellular clusters, debris, degenerate cells etc. Improved algorithms, the ever-increasing processing power of computers and progress in biochemical specimen preparation techniques make it likely that eventually useful automated prescreening systems will become available.

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細胞をＸ線顕微鏡でみる	i清水秀明・眞島利和・富江敏尚	211-216
Key Words : X-ray contact microscopy, Laser-plasma x-ray source, Atomic-force microscopy,Internal structures of living cells
Abstract : Ｘ線顕微鏡では，光学顕微鏡を上回る分解能で，生体試料を無固定，無染色で観察することができる．われわれが構築した密着型フラッシュＸ線顕微鏡を紹介し，細胞レベルでの観測例を報告する．細胞内構造は鮮明であり，細胞内の炭素密度を見積ることが可能である．

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胸部X線CT像の計算機診断支援システムにおける偽陽性陰影の削減	杉山篤志・鎌野智・山本眞司・松本満臣・舘野之男・飯沼武・松本徹	217-227
Key Words : X-ray CT images, Feature analysis, Computer aided diagnosis, Lung cancer, Image processing
Abstract : 肺がん検診�X線CTシステム(LSCT)の診断支援を目的として，肺がん病巣候補自動抽出における候補領域の詳細解析の改良を行った．がん陰影の抽出対象サイズを直径10mm以上から5mm以上に変更することにより直径10mm未満の偽陽性陰影(False Positive：FP)が激増する．この削減のため，特徴量を用いた定量化によるFP削減アルゴリズムの開発を行った．まず，直径10mm未満の陰影の形状特徴を反映させる特徴量として新たに定義した補正円形度，修正細長さ，閉包度，収束図形比を含む13個の特徴量によって定量化を行う．次に候補領域を面積と太さから4つに分類し，分類ごとにがん陰影かFPかを判定する処理を設けた．このアルゴリズムを83症例に適用した結果，病巣候補数12399個から977個， 1症例当たりのFP数を10．7個にすることができ，FP削減処理として良好な結果を得た．

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方向空間を用いた医用画像における交差および分岐構造の検出と分割	陳堅・佐藤嘉伸・田村進一	229-244
Key Words : Line segmentation, Junction, Gabor filter, Orientation space, Vessel segmentation
Abstract : 本論文の目的は，交差(X-接続点) および分岐(T-接続点) における線分領域の分割方法を提案することである．交差点および分岐点の局所的な領域においては，多重方向性が生じる．そこで，画像における横軸および縦軸に方向軸を加えて得られた方向空間と呼ばれる新たな表現を提案する．方向空間表現は，Gabor フィルタをチューンする方向パラメータを連続関数として取り扱うことにより構築される．多重方向線分領域分割という問題は３次元画像のような方向空間において閾値処理に続き，連結成分の抽出により行われる．この方法により，交差および分岐線ような線分領域を効果的に分離できる．生成画像および実医用画像を用いて実験を行った．とくに，X 線冠動脈造影像において交差している血管が抽出および分割された．

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拡張ラグランジュ関数を用いた制約つき最適化のSPECT 吸収補正への応用	鈴木茂人・若林美里・桑村進・奥山圭一	245-260
Key Words : Attenuation correction, SPECT, Nonlinearly constrained optimization, Augmented Lagrange function, Conjugate gradient method
Abstract : 著者らは前報（Med Imag Tech 16:237-251,1998）で非線形最適化に基づく SPECT吸収補正を提案し，その有効性を示した．今回は，前回の方法を拡張し，画素値に非負制約条件をつけた最適化を拡張ラグランジュ関数を用いて行った．この最適化では，共役勾配法とステップ幅アルゴリズムとして２次関数近似法を使用した．再構成画像中の統計変動を低減するため，探索方向に対する平滑化を行った．本方法による吸収補正画像中には，ゼロに近いけれども，負の値をとる画素が存在し，非負化を完全に達成できなかった．しかし，制約によって画素値の変動幅が小さくなった結果，反復数の増加に伴う画像中の統計雑音の上昇が抑えられ，良好な雑音特性を実現できた．数値ファントム実験を行って元の画像に近い補正画像を得た．臨床データへの応用も行って本方法の有効性を確認した．

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ウェーブレット解析を用いたマンモグラムにおける石灰化影の強調	内山良一・山本皓二	261-271
Key Words : Wavelet, Contrast enhancement, Mammogram
Abstract : 画像のコントラストはエッジの勾配の大きさを修正することによって強調することができる．ウェーブレット解析は変換によって解像度の異なるエッジ画像を生成するため，このエッジ画像に対して適当な重みを加えて逆変換すれば，特定のサイズの特徴を強調することが理論的に可能である．本論文ではマンモグラムの石灰化影を強調するために加えるそれぞれのレベルの重みの決定の方法を与える．また，本方法の効果を確認するためにマンモグラムに適用することによって石灰化影の強調を行う．

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尿沈渣画像からの円柱の自動抽出	曾寧峰・谷口慶治・朱虹・渡辺貞一・仲野豊・中本博幸	273-283
Key Words : Extraction of casts , Urinary sediment image, Iterative scheme, One- dimensional average, Cast symbolic description, Density threshold
Abstract : ここでは尿沈渣画像から円柱を抽出する方法を述べる．尿沈渣の成分の正確な分析が腎臓病の診断に重要である．尿沈渣の中には，たくさんの細胞物が含まれている．この中の白血球，赤血球，上皮細胞などの抽出についてはすでにいくつかの報告がある[4,6～11]．しかしながら，尿沈渣画像から円柱を抽出するには円柱の濃度値と背景の濃度値の差が小さいために困難であった．とくに，硝子円柱は透明な基底があり，背景との濃度差がほとんど見られない．そのため，背景の特徴の変化を分析しなければならない．取り込まれた画像はフロー方式の撮像装置[16]で計測したものである．，水平方向の背景濃度は実験結果でほとんど変化がなく，垂直方向では変化している．そこで１次元の濃度平均値を用いて，反復法により背景濃度の平均値を求め，背景に存在する雑音の振幅を自動的に測定し，背景の雑音を除き，原画像を２値化する．２値化された画像から円柱を識別するために，円柱のサンプルを分析して，特徴パラメ－タを求める．120枚の尿沈渣画像の実験結果により，提案する方法は効率的に円柱を抽出することができ，識別率は80%以上であった．

September(Vol.17, No.5)

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光透視によるラット脳内吸光度変化の無侵襲イメージング	高義礼・酒谷薫・加藤祐次・清水孝一	545-555
Key Words : Near-infrared light, Cerebral function, Transillumination, Non-invasive imaging
Abstract : 光透視による脳機能の無侵襲イメージングをめざし，まず生体組織のような散乱体内であっても体内吸光度変化に比例した信号を２次元空間分布としてとらえ得ることを理論的に示した．実験では，波長700～1200 nmの近赤外光を用いることにより，ラット脳における機能的変化の検出可能性を調べた．はじめに，ラット脳血管の閉塞開放に伴う変化を透視イメージングすることにより，脳内の血液量変化および酸素化状態変化を検出できることがわかった．さらに感覚刺激に伴う脳の局所的血液量変化をとらえられるかどうかを調べた．ラット前肢の電気刺激により，大脳の体性知覚感覚領野に相当する部位に血液量の増加をイメージングすることができた．体性感覚誘発電位との同時計測を行い，この変化が感覚刺激により引き起こされていることを明らかにした．これらの実験的検討を通し，光透視による脳機能無侵襲イメージングの可能性を実証した．

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MRIにおけるリアルタイム処理に適した体動補正アルゴリズムの開発	瀧澤将宏・高橋哲彦・滝口賢治・清水博道	556-562
Key Wprds : MRI, Motion correction, Phase, Navigator echo
Abstract : MRIでは被検体の動きによるアーチファクトを低減する目的で，ナビゲーターエコーを用いた体動補正が行われる．われわれはリアルタイム処理に適した高精度・高安定体動補正アルゴリズムとして，計測したエコーの位相情報から直接体動を検出し補正する手法を開発した．この方法は，繰り返し演算が含まれないので高速処理に適する．開発手法をマルチショットEPIに適用した結果，撮影中に被検体が約±10mmの振幅で繰り返し動いても，体動アーチファクトを抑制できることを確認した．

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MR 画像からの股関節軟骨３次元形状の可視化	窪田哲也・佐藤嘉伸・中西克之・田中寿・菅野伸彦・西井孝・大園健二・越智隆弘・中村仁信・田村進一	563-575
Key Words : MR slice images, Articular cartilage of femoral head, 3D shape reconstruction, 3D Multiscale sheet filter,Volume rendering
Abstract : 本論文では，ＭＲ画像に描出された股関節軟骨の３次元形状を高精度に復元し，その厚み情報の可視化を行う手法について述べる．近年，整形外科領域において股関節軟骨の厚みの減少と病変の関連が指摘されており，股関節軟骨厚の定量化は，軟骨の減少や変形性股関節症などの早期発見に重要である．本手法ではまず，voxel 幅を一致させるために各MR 断層画像に対して内挿処理を施す．次に，3 次元多重解像度シートフィルタを用い軟骨領域の抽出，厚み測定を行い，最後にボリュームレンダリング法により3 次元的な厚み分布の可視化を行う．生成画像を用いたシミュレーションにより，パーシャルボリューム効果の影響について検証を行い，実画像への適応結果を示す．

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乳房Ｘ線写真における腫瘤陰影の良悪性鑑別システムの開発	原武史・谷芳伸・藤田広志・遠藤登喜子	577-584
Key Words : Mammographic mass, Classification, Fractal, Computer-aided diagnosis
Abstract : 乳房Ｘ線写真上の腫瘤陰影を鑑別するために，フラクタル次元とテクスチャ解析を利用した分類法を開発し，その評価を行った．この手法は，いくつかのしきい値で画像の２値化を行い，抽出された辺縁に対してフラクタル次元を求め，その平均値と変化を解析することからなる．この手法により，主観的な腫瘤陰影の辺縁情報を抽出することなく解析が可能となった．また，腫瘤周辺部のテクスチャ特徴とわれわれが開発した多段型振り子フィルタによって算出された悪性度の特徴量を，人工ニューラルネットワーク（ANN）に入力し鑑別を行った．本手法の評価のために，専門医によりすでに鑑別済であり，われわれの腫瘤陰影検出アルゴリズムにおいて正しく検出された25 例の画像（良性11例，悪性14例）の鑑別を試みた結果，真陽性（悪性腫瘤を悪性と鑑別）率が85.7%，真陰性（良性腫瘤を良性と鑑別）率が81.8%という結果が得られ，本手法の有効性を確認した．

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心臓の超音波診断における画像面の位置表示システム	中島義和・佐藤嘉伸・内藤博昭・小縣裕二・田村進一・森口武彦・有澤淳	585-592
Key Words : Diagnostic assistance, Image guidance, Medical navigation, Ultrasonographic examination, Heart
Abstract : 超音波診断は，対象の任意の位置や向きでの断層面を得ることができる．そのため，診断中に撮影している断層面と臓器との位置関係を把握している必要がある．とくに，心臓の超音波診断は，(1) 肋骨により超音波プローブの位置が制限される，(2) 心臓の大きさや位置には個人差があるなどの理由により，最適な診断画像が得られるプローブの位置と向きを決定することは必ずしも容易でない．そこで，われわれは，心臓の超音波診断を対象とし，研修医への教育支援，臨床診断支援を目指して，断層面の画像誘導システムを開発した．具体的には，胸部X線写真と心臓モデルの位置関係，それらと超音波断層面との位置関係を可視化し，肋骨と心臓，超音波断層面との位置関係を確認しながら診断を行えるシステムを開発した．被験者に対して適用し，本システムの評価を行った．

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胃組織画像における腺構造観察のための視野設定法	仲野豊・谷口慶治・渡辺貞一・中元達也	593-600
Key Words : Stomach tissue image, Gland tubule structure, Spatial clustering
Abstract : 計算機処理によって弱拡大胃組織画像中に多くの腺構造部分を検出することができるが，本稿では，それらの部分を詳細に観察するための強拡大用の視野(窓)を設定する２つの方式について述べている．まず簡単な第１の方法として，腺構造領域を要素とする空間的クラスタ成長の方策を試みた．この方法では，クラスタ形を矩形で制限し，近接尺度として最近近傍と最遠近傍の２種を用いている．第２の方法は窓同士の重複が少ない，すなわち少ない窓の個数で腺構造領域すべてを包含するように構成した．可能な設定位置の組み合わせ関係を考慮しながら設定位置を逐次決定している．種々の様相の実画像サンプルを対象に実験を行った結果，第１，第２の方法ともに妥当な視野位置が得られ，個数の点ではほとんどの場合(実験サンプルではすべて)第２の方法が優れていた．

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Deformable Modelを用いた胸部X線像からの血管影の自動抽出手順	宋在旭・清水昭伸・長谷川純一・鳥脇純一郎・森雅樹	601-613
Key Words : Chest X-ray images, Pulmonary emphysema, Extraction of blood vessel shadows, Deformable model, Scale space
Abstract : 本論文では，血管影の太さの変化と臨床的に強い相関があるといわれている肺気腫の病勢進行度の定量評価を行うために，胸部X線像から末梢血管影を自動抽出する手順について述べる．ここでは，SN比が低い末梢血管影を安定して抽出するための手法として，その輪郭形状や分岐部，交差部における形態的特徴を考慮したDeformable modelを新たに提案する．また，血管影の太さや位置に関する情報の欠落に対処するため，スケールスペースを基礎にした処理を導入する．前述のDeformable modelには初期形状の自動設定機能，および，抽出過程でのトポロジー可変機構を付加する．本手順を実際の胸部X線像に適用し，その結果から本手順の末梢血管影抽出能力を評価する．

September(Vol.17, No.5)

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造影剤併用MR angiography	天沼誠	633-638
Key Words : MR angiography, Contrast media, Three dimensional imaging
Abstract : 造影剤を用いずに血管像を得ることができることを最大の特徴としたMR angiography (MRA)だが現在では躯幹部，四肢領域では造影剤を併用したMRAが主流となっている．高速３次元撮像法と造影剤の急速注入を基本とした造影MRAは造影剤到達時間と撮像のタイミング調節，subtraction法によるコントラストの改善，データ補間による撮像時間の短縮などの種々の技術進歩により空間分解能，時間分解能を向上させ続けている．さらに最近の寝台移動を併用したMRAの導入は１回の検査の中で広範囲の血管描出を可能とし，高速２次元画像を用いたMRDSAは高い時間分解能を有し，頭部動静脈奇形の評価などで有用性を発揮している．造影MRAの現状と問題点，今後の発展の方向について概略を述べる．

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MRスペクトロスコピーの定量化 -臨床応用の可能性と今後の課題-	原田雅史・西谷弘	639-644
Key Words : MRS, Quantification, Proton
Abstract : MRSの最近の動向について定量化を含めてまとめた．最近のMRSはproton MRSが中心となっており，最近の開発の方向としては，1)自動化2)定量化3)時間短縮を目的に行われている傾向が強い．自動化については測定自身はshimmingの向上によりほぼ自動化が達成されている．しかし後処理に対しては，決まった方式がなく今後の検討が必要である．定量化についてもいくつかの手法があるが，水を内部標準として較正する方法が現時点ではもっとも再現性が高い．この方法による臨床有用性の報告が増えている．測定時間についても自動化と感度の向上により短くなっているが十分とはいいがたい．今後シークエンスの改良による高速化が必要になってくるかもしれない．

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Review of Cardiovascular MRI: Clinical Results and further developments	Osamu TAKIZAWA, Daisy CHIEN, Gerhard LAUB	645-651
Key words : Cardiovascular MR, Coronary angiography, Myocardial perfusion, Dedicated cardiac MR system
Abstract : Magnetic resonance (MR) has many intrinsic advantages for cardiovascular applications: it offers excellent soft tissue contrast and has the ability to acquire three-dimensional and/or oblique images. Furthermore, one can non-invasively view the proximal branches of the coronary arteries, evaluate myocardial perfusion, and quantify blood flow. With the new myocardial viability technique, one can even evaluate the size of an infarct in around 10 seconds.Dedicated cardiovascular MR has emerged recently from the research arena into clinical reality. A key feature of these dedicated systems is that they offer much faster techniques than ever before. The new techniques are expected to further expand the clinical utility of MR for diagnosing cardiovascular diseases.

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MRIを用いた脳機能画像	山田弘樹	652-657
Key Words : Functional MR imaging, Brain activation, Echo planar imaging
Abstract : 磁気共鳴画像装置（MRI）を用いた脳機能の画像化（functional magnetic resonance imaging; fMRI）が可能となり，非侵襲的な臨床検査として用いられてきている．fMRIは脳血流動態の変化を介した脳機能撮像法であり，その画像化原理としては比較的太い静脈内におけるBOLDコントラスト（blood oxygenation level dependent contrast）が考えられている．本稿ではfMRIの臨床応用として脳腫瘍患者の術前評価，虚血性または外傷性脳疾患患者の脳機能評価，およびfMRIを用いた乳幼児期の脳発達過程における脳代謝変化の検出について紹介した．

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Interventional Magnetic Resonance Imaging: Concepts and Applications in Neuroradiology	Michael WENDT, Jeffrey L. DUERK, Jonathan S. LEWIN	658-667
Key Words : Interventional MRI, Fast imaging, Intraoperative MRI, Minimally invasive therapy
Abstract : Recent trends in minimally-invasive methods for diagnosis and treatment have created a burgeoning interest in the use of MR imaging for guidance of radiological and surgical procedures. This report discusses the hardware and software developments in the last few years that have made interventional and intraoperative MR imaging a reality. These advances include new concepts in ] MR system design, along with supplemental technological developments in MR pulse sequences, guidance systems, and in-room monitors. This report also describes our experience in using MRI to guide minimally invasive therapies, such as biopsies and radio frequency (RF) ablation of tumors in the liver, as well as to monitor neurosurgical procedures in a fully functional surgical environment.

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非線型複差分フィルタと領域推定のモデルを利用した腎臓糸球体領域の抽出	朱虹・谷口慶治・渡辺貞一・仲野豊・張小忙	669-680
Key Words : Glomerular region, Bowman's capsule, Non-linear difference filter, Model for segmentation, Boundary estimation
Abstract : 腎臓糸球体組織には腎臓の機能を反映する重要な情報が含まれている．この情報を画像解析により抽出するには腎臓組織画像から糸球体領域を正確に抽出することが必要である．腎臓組織中には多くの組織が含まれており，画像中で糸球体領域と周囲の他の組織の領域との差異が明確でない．本研究の目的は糸球体領域の境界領域の検出を効率的に行うアルゴリズムの開発である．ここでは自己組織的ニューラルネットワーク(NN)を利用して糸球体領域の境界領域の強調操作を行うと同時に，非境界領域を抑制させる働きをもつ非線形複差分フィルタを用いることにより，糸球体領域の境界領域を他の組織と分離させて2 値化した．このNNフィルタの構成では，中間層ユニットの個数を最適化するための評価関数を導入し，効率的なフィルタを構成した．さらに，糸球体領域を抽出する過程で，腎小体を球形でモデル化し，これを利用して糸球体領域の境界領域を推定する方法を考案した．最後に，パターン認識の技法により，推定した部分を修正して糸球体領域を抽出した．この方法を多数のサンプルについて適用して実験を行った結果，本方法の有効性が確かめられた．

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乳房Ｘ線像上の悪性腫瘤影の特徴抽出	村上政行・小畑秀文・武尾英哉・縄野繁	681-689
Key Words : Mammography, CAD, Breast cancer, Tumor, Boundary characteristics
Abstract : 悪性腫瘤と良性腫瘤や正常組織とを区別するのに有効な情報の多くは辺縁にあることは広く認められている．本論文では，マンモグラム上の腫瘤陰影の辺縁近傍をアイリスフィルタと呼ばれる勾配ベクトル場で作用する適応的フィルタを用いて推定する手法を示す．アイリスフィルタにはその最適マスクが類円形の凸領域の辺縁と一致するという性質があるが，実際のマンモグラムを対象とした場合でもマスクの最適点の分布が腫瘤辺縁の近傍に集中することを示す．その分布を用いて，辺縁近傍領域の特性を評価する５つの特徴量を定義し，それぞれの特徴量が悪性腫瘤影とそれ以外の陰影とを判別するのに有効であることを実験的に示す．さらに，他の４つの特徴量を加え，合計で９個の特徴量を用いた悪性腫瘤影検出システムを構成し，本論文で提案する特徴量の有効性を示す．

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時空間画像のハフ変換による走査型レーザ蛍光眼底造影画像からの過蛍光点軌跡抽出	山本修三・佐藤嘉伸・中島義・和田村進一・劉洪峰・張野正誉	690-696
Key Words : Ocular fundus image, Scanning laser ophthalmoscope, Spatio-temporal image, Fluorescent dot tracking, Hough transform
Abstract : 走査型レーザ検眼鏡は，網膜における過蛍光点の動きを観察することができ，それにより黄斑部周辺の毛細血管における血流速度を直接計測することができる．これにより，局所的な網膜の健全性だけでなく，糖尿病などの疾患における全身の循環状態の指標を得ることが期待される．しかしながら，過蛍光点像は非常に微弱で不安定で，通常の静止画に対する画像処理手法では捉えることができない．この問題に対処するため，毛細血管上で過蛍光点軌跡を表す時空間画像を生成し，Hough 変換手法により直線上軌跡の検出を行った．これにより，軌跡の60％を誤りなく検出することができた．これは，毛細血管中の平均血流速度を求めるには十分な結果である．

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デジタル画像とその読影診断所見を有線・無線で伝送するシステムの構築	梅田徳男・羽根田清文・小山矩・原内一・稲邑清也・池添潤平	697-703
Key Words : Teleradiology, Radiological reporting system, Medical information system, Image transmission
Abstract : 大災害の際にも役立つ遠隔放射線診断のための経済的でコンパクトな医療情報の伝送システムを構築した．本システムでは有線ＬＡＮや無線ＬＡＮを用いて画像や診断レポートを伝送できる．システムは有線伝送方式として従来のEthernet を利用した有線ＬＡＮを，無線伝送方式として無線ＬＡＮ（日本無線社製）やアップルリモートアクセス（Apple社製）を利用したＰＨＳ・携帯電話などの移動式電話回線を用いた．容量１ＭＢのデータの伝送時間は，有線伝送方式を利用した場合には５秒，無線伝送方式のうち，無線ＬＡＮを利用した場合には１３秒，携帯電話回線を利用した場合には６２５秒であった．容量３ＭＢの１枚の画像を伝送した実験では，無線ＬＡＮは有線ＬＡＮに比べ，伝送時間が４倍となった．これは空中伝幡状況が悪化するなどの伝送路の環境の変化があるために，情報伝送網にエラー訂正機能を持たせたことに起因する．画像や診断レポートを鎖状に連結してもその伝送速度は十分利用に耐え得る．しかし，犠牲者( あるいは被災者)の同定やプライバシィ，セキュリティなどの重要課題は，大地震などの災害環境を模した環境でのシミュレーションにより評価しなければならない．