| Project/Area Number |
20K20232
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
Murata Kazumi 国立天文台, ハワイ観測所, 特任研究員 (90770040)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
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| Keywords | フォトンカウンティングCT / スペクトル歪み補正 / 圧縮センシング / 媒質分離 / スペクトルCT / 画質改善 / スペクトルの歪み / アーチファクト |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、次世代のX線スペクトルCTで測定されるスペクトルの歪み補正方法を開発する。このスペクトルCTでは検出される各X線光子のエネルギーを測定できるため、一回のデータ収集で取得できる情報量が飛躍的に増加する。しかし現状では、測定したスペクトルが歪んでしまう問題を解決できておらず、スペクトルCTも実用化に至っていない。そこで本研究では、圧縮センシングという逆問題の解法に有効な手法を適用することで、スペクトルの歪み補正方法を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we conducted research on the spectral distortion, which is the biggest challenge in spectral CT, a next-generation X-ray CT technology. The greatest advantage of spectral CT is the ability to acquire spectral information and perform material decomposition, which leads new application fields. However, the accuracy of material decomposition is significantly degraded when the spectrum is distorted, particularly due to a phenomenon called pulse pile-up effect. We developed a technique to accurately correct the distortion by applying methods such as "total variation regularization" and "low-rank approximation by tensor decomposition."
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
スペクトルCTの最大の利点は、スペクトルを取得し、媒質分離を行うことである. 媒質分離を行うことで、被写体の断層画像を媒質ごとに取得でき、複数の造影剤を同時に使用可能にするなど、従来のCTでは不可能であった幅広い応用が期待されている. しかし、特にパルス・パイルアップ効果と呼ばれる現象によりスペクトルが歪められてしまうと、媒質分離の精度は著しく劣化してしまう. そのため、高精度で歪みを補正する技術を開発することで，X線CTの応用可能性を大きく広げることになる.
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