2019 Fiscal Year Annual Research Report
Novel concept of IVR system based on object identification in X-ray fluroscopic images for drastic dose reduction
| Project/Area Number |
19H04478
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
菊池 洋平 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50359535)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小谷 光司 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20250699)
千田 浩一 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (20323123)
志田原 美保 (古本美保) 東北大学, 工学研究科, 講師 (20443070)
渡部 浩司 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (40280820)
狩川 大輔 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40436100)
松山 成男 東北大学, 工学研究科, 教授 (70219525)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | インターベンショナルラジオロジー / 半導体検出器 / 医用画像処理技術 / 低被ばく化技術 / X線エネルギー分解画像 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、まず、X線エネルギー分解画像を取得可能フラットパネル検出器に活用するための半導体検出器の開発を行った。ここでは、テルル化カドミウム（CdTe）、ガリウムヒ素（GaAs）のそれぞれを検出器母材としている。各材料に対しては、通常のフォトリソ技術に基づくプロセスとプリンタブルエレクトロニクス技術のそれぞれを適応しており、これらの作製プロセスの条件抽出などを行った。また、この検出器開発に関連して、検出器からの出力を増幅・処理するための集積回路開発に向けた環境整備を行った。今後、増幅率がスイッチ可能な増幅器の特定用途集積回路（ASIC）の利用可能性について調査する予定である。
また、X線エネルギー分解画像の取得に基づくIVRの低被ばく化のため、低画質X線透視画像の高画質化手法についての技術要素を開発した。この方法論は透視画像中での物体の特定に基づくため、その特定方法についての検討を行った。また、各物体の画像上での占有領域を抽出するための手法を機械学習に基づいて構築した。
本計画の最終段階においては、臨床医が上記の画質改善済み画像を閲覧して、技術全般に関しての主観的評価を実施する予定である。この準備として、視線追跡装置（アイトラッカー）を導入し、体験型実験のための実験体系の基本方針を模索した。この作業は、研究協力者である複数の医師から研究代表者らが提案する評価手法に対する意見を抽出したもので、これによって、上記の主観評価を行うための必要となる要件等が抽出できた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画に沿って、研究・開発を進捗することができた。検出器開発においては、研究グループ内に加えて、文科省の装置利用プロジェクト（ナノテクプラットフォーム）や国立研究所（高エネルギー加速器研究機構）からの協力を得ることができたため、非常に効率的に本技術の開発方針・方向性を定めることができた。研究計画の初年度の体制の整備と方向性の決定を行うに当たって、これは極めて有効な連圏であったと考える。
また、画像処理技術においても、確立された技術の応用を行うことで、当初の目標を十分に満たす進捗を果たすことができた。こちらについても、複数の臨床を専門とする医師との協力体制が構築できたことによって、効率的な研究実施ができたと考える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後に関しても、今年度構築した方針・体制を踏襲する形で、当初計画した流れに沿った項目について実施していく予定である。特に、検出器開発・集積回路開発においては、現在の研究協力体制をより強化することにより、より有益な知見を効率的に得ることを目標とする。
一点、検出器開発に関して、今後の研究の進捗・展開によっては、使用する材料を絞ることも視野に入れる可能性がある。上記の「研究実績の概要」で述べたように、本課題では、２つの材料を用いて、それぞれ異なるプロセスに基づいて開発進めている。これらについて、予定通り開発計画を進めていく予定ではあるが、これに対応する周辺装置への要求性能が異なった仕様になる場合には、基礎開発とシステムアップについての切り分けの再検討を行うことを考慮することを考える。
|
