2020 Fiscal Year Annual Research Report
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16H02155
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
磯 祐介 京都大学, 情報学研究科, 教授 (70203065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 宏志 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (00362583)
大川 晋平 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 助教 (20432049)
川越 大輔 京都大学, 情報学研究科, 助教 (30848073)
大石 直也 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40526878)
木村 正人 金沢大学, 数物科学系, 教授 (70263358)
今井 仁司 同志社大学, 理工学部, 教授 (80203298)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 応用数学 / 数値解析 / 応用解析 / 医用ひかりトモグラフィー / 逆問題・非適切問題解析 / 大規模数値計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題研究は近赤外光伝播の生体特性を利用した断層撮影技術ＤＯＴの医学・医療技術への応用をめざした実用指向の数理科学的基礎研究である。生体を対象とした断層撮影技術では既にＸ線を利用したいわゆるＸ線ＣＴは確立されており、核の磁気共鳴を利用するＭＲの研究・開発も大いに進んでいる。Ｘ線ＣＴの特徴はその画像の鮮明であるが、放射線被曝問題がある。強い磁気を利用するＭＲによる断層撮影は現時点では安全と考えられるものの生体への長期的影響の評価はまだ定まっているとはいい難い。これらに比べて近赤外光は生体に対する非侵襲の観点から安全性は高いため、近赤外光を利用したＤＯＴは、例えば脳科学など、疾病の治療目的以外の基礎研究等での活用も期待されるが、得られる画像の解像度が低いという弱点がある。この問題点を数理科学の観点から克服することが本課題研究の目標である。本課題研究の遂行を通して、代表者とその研究組織が提唱する生体内の近赤外光の散乱対象の組成の不連続性に焦点を当てる再構成アルゴリズムはパラダイムチェンジを与えたものでもあり、ＤＯＴ研究の先行研究の問題点を克服するものともいえ、課題研究期間に数値解析においても数学解析においても新たな知見を与えた。特にこの視点での数値シミュレーションは、単純な散乱体構造については数値実験レベルでは大きな成果を挙げている。しかし目的とする「医用の実用」においては、対象物（散乱体）の形状の複雑さに加えて観測データに含まれる誤差の問題もあり、また数学解析的な反転公式は極限操作を含んでいるため、現状では実用への課題を指摘したレベルに留まっている。
本課題研究は中核となる学術的研究においては当初計画を上回る成果をあげたが、最終的な研究取り纏め段階で COVID-19 の影響を受け、国内外の関係者を含めた総括にかかる研究集会の実施が延期となり、経費の繰越を余儀なくされた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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