2021 Fiscal Year Research-status Report
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17K01140
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
乳井 嘉之 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 准教授 (20279780)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 教育支援システム / デジタルトモシンセシス / 画像再構成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はデジタルトモシンセシスの諸特性を把握することが可能な画像再構成ツールを開発することである。これまで作成してきた画像再構成シミュレーションツールは、数値ファントムを用いて、透過物質中の放射線の挙動を考慮していない、単にX線管焦点から検出器までを放射状に広げて作成した投影データを用いて行ってきた。本研究では物質内での放射線の挙動を模擬することができるモンテカルロ計算コードを用いて投影データを作成しデジタルトモシンセシスの画像再構成を実習することができる教育支援ツールを作成することを目的としている。このツールを適用することによってトモシンセシスの装置が無い教育施設においても実習を通してトモシンセシスの画像再構成の理解が深まり、教育効果の向上が期待できる。研究の初年度はPHITS上でジオメトリの構築を構築する際に必要となる装置の正確なジオメトリに関する情報を医療機器メーカーに依頼し情報収集を行った。年度当初からこの情報収集を開始したがメーカーの情報開示の制約および情報のやり取りで予想以上に時間を費やしてしまった。平成30年度は装置から出力されるX線スペクトルを模擬するために、X線装置のAl半価層の測定を行い、Al半価層のデータから適用するX線スペクトルを推定した。またトモシンセシスが撮影できる疑似的なデジタルマンモグラフィ装置のシミュレーションの構築も行った。シミュレーションのためのジオメトリは、ほぼ完成している状態であったが令和元年度に実験装置が故障により数か月間使用できない時期があった。また令和3年度から今日にかけては、新型コロナウィルスの影響に伴う家庭の諸事情そして前年度の7月頃に研究用ワークステーションSSDの不具合によりデータが一部破損し、研究を予定通り遂行することができず2023年3月31日まで延長申請を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度はX線装置の正確なジオメトリに関する情報収集に予想以上の時間を費やしてしまい、結果として医療機器メーカーから必要となるX線管内部の詳細な構造および組成を開示していただけなかった。このため不足部分については文献データを参考にした。また装置から出力されるＸ線スペクトルを模擬するために半導体検出器を用いて装置のAl半価層の測定を行った。半価層の測定はX線管電圧を45 kVから100 kVまで変化させて測定を行った。またシミュレーションに適用したX線スペクトルは測定したAl半価層のデータをもとにX線スペクトル算出用フリーソフトを用いて計算を行った。平成30年度はトモシンセシスが撮影できる疑似的なデジタルマンモグラフィ装置のシミュレーションモデルの構築にも着手した。シミュレーションのためのジオメトリはほぼ完成している状態であったが、シミュレーションに使用するファントムの作成および画像再構成の最適化および計算時間の高速化において遅れが生じている。加えて令和元年度に実験装置が故障により数か月間使用できない時期があった。また令和3年度から今日にかけては新型コロナウィルスの影響に伴う家庭の諸事情そして昨年度の7月に発生した研究用ワークステーションSSDの不具合によりデータが一部破損し研究を予定通り遂行することができず2023年3月31日まで再々延長申請を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度から今年度にかけて新型コロナウィルスの影響による不測の事態および研究用PCの不具合により研究に着手できる時間が大幅に減ってしまった。この一年間は7月中に画像再構成の最適化およびシミュレーションの計算時間の高速化を改善して、シミュレーションモデルの構築を行い、年内には研究成果をまとめる予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響に伴う家庭の諸事情そして研究用ワークステーションSSDの不具合によりデータが一部破損し研究を予定通り遂行することができなかった。そのため残金を次年度の予算に繰り越した。繰り越し金は文献等を購入するために利用する。
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