RADIOLOGY GLOSSARY
NPS（ノイズパワースペクトル）
IN ONE LINE
一言でいうと
画像ノイズが空間周波数ごとにどのように分布しているかを示す指標です。
BEGINNER GUIDE
はじめて学ぶ方へ
ノイズが細かいザラつきなのか、大きなムラなのかを見る考え方です。
身近なイメージ
テレビの砂嵐のような細かいザラつきと、画面全体の大きなムラを分けて見るイメージです。
VISUAL GUIDE
図・グラフで確認
そもそもNPSとは？
NPSは、画像ノイズの強さが空間周波数ごとにどのように分布しているかを示す指標です。標準偏差がノイズ量を一つの数値で表すのに対し、NPSはざらつきが粗いのか細かいのかというノイズの質まで示します。
低周波成分が多いノイズは大きなむらとして、高周波成分が多いノイズは細かな粒状として見えやすくなります。MTFや入射線量と組み合わせることで、DQEなどの総合的な画質評価へつながります。
定義・しくみ
均一画像から平均値やトレンドを除いた変動成分を二次元フーリエ変換し、その絶対値の二乗を面積やサンプリング条件で正規化して得るパワースペクトルです。一次元表示では方向別または半径方向平均を用います。値が大きい周波数帯ほど、その大きさのノイズ成分が強いことを示します。
具体例で確認
二つの画像で画素値の標準偏差が同程度でも、一方は低周波NPSが高く、他方は高周波NPSが高いとします。
総ノイズ量が近くても、前者はむら状、後者は細かなざらつきとして見える可能性があります。標準偏差だけでは、この周波数分布の違いを説明できません。
専門的にもう一歩
NPSはノイズの量だけでなく見え方を周波数特性として評価できます。線量、検出器、画像処理、再構成条件の影響を受け、MTFと組み合わせてDQEの理解につながります。
臨床・測定での確認点
- 均一画像の大きな濃度傾斜を除かないと、低周波NPSを過大評価することがあります。
- ROIサイズ、ROI数、オーバーラップ、画素サイズ、正規化方法をそろえて比較します。
- 線量を増やすと量子ノイズは一般に減少しますが、画像処理によってNPS形状も変わります。
- NPSが低いことだけで画質が良いとは限らず、信号伝達を示すMTFと同時に評価します。
覚えるポイント
- ノイズの周波数特性
- MTFとの違い
- DQEとの関係
間違えやすい点
- 解像特性の指標と混同しない
- 標準偏差だけでノイズ特性を説明しない
- 画像処理の影響を忘れない