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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of phase-contrast CT reconstruction algorithm for biological samples including hard tissues

Research Project

Project/Area Number 26350494
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

湯浅 哲也  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30240146)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords屈折コントラスト / コンピューテッド・トモグラフィ / X線角度アナライザー / アーチファクト / 放射光X線
Outline of Annual Research Achievements

Si製Laue型(透過型)角度アナライザーを応用したX線DFI(Dark Field Imaging)Dark Field Imaging光学系を用いた位相コントラストCT(Phase-Contrasr Computed Tomography)は、数cm角の生体軟組織からなる病理サンプルを、非破壊的に高コントラストで、かつ数10μmの空間分解能で3次元断層撮像することが可能である。しかし、骨や石灰化などのような高い原子番号の元素からなる硬組織を含むサンプルでは、強いストリークアーチファクトが発生するため、画質が著しく劣化する。本研究の目標は、硬い組織を含むサンプルに対しても、良好な画像再構成が可能である位相コントラストCT画像再構成アルゴリズムを考案することである。

本課題では、まず、硬い組織を含むサンプルから得られる投影からの再構成画像におけるストリークアーチファクトの発生機序を明らかにした。次に、このアーチファクトを低減するデータ処理方法および画像再構成処理アルゴリズムを提案し。その有効性をコンピューターシミュレーションにより実証した。最後に、提案したアルゴリズムの実データへの有効性を検証するために、実際に高エネルギー加速器研究機構(KEK)のビームラインBL14CにX線DFI位相コントラストCTシステムを構築した。本システムを用いて撮像された、骨や関節を含むラット脚および石灰化を含むヒト動脈の投影に対して、提案するアルゴリズムを適用した結果、良好なアーチファクト低減効果を確認した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] MGH(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      MGH
  • [Int'l Joint Research] Catholic Unversity of Daegu(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Catholic Unversity of Daegu
  • [Journal Article] Preliminary study on X-ray fluorescence computed tomography imaging of gold nanoparticles: Acceleration of data acquisition by multiple pinholes scheme2018

    • Author(s)
      Tenta Sasaya, Naoki Sunaguchi, Seung-Jum Seo, Kazuyuki Hyodo, Tsutomu Zeniya, Jong-Ki Kim, Tetsuya Yuasa
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 886 Pages: 71-76

    • DOI

      10.1016/j.nima.2017.12.055

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multi-pinhole fluorescent x-ray computed tomography for molecular imaging2017

    • Author(s)
      Tenta Sasaya, Naoki Sunaguchi, Kazuyuki Hyodo, Tsutomu Zeniya, Tetsuya Yuasa
    • Journal Title

      Scientific reports

      Volume: 7 Pages: 5742

    • DOI

      10.1038/s41598-017-05179-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Imaging with ultra-small-angle X-ray scattering using a Laue-case analyzer and its application to human breast tumors2017

    • Author(s)
      Daisuke Shimao, Naoki Sunaguchi, Tenta Sasaya, Tetsuya Yuasa, Shu Ichihara, Tomonori Kawasaki, Masami Ando
    • Journal Title

      Physica Medica: European Journal of Medical Physics

      Volume: 44 Pages: 236-242

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2017.10.018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of retinal nerve fiber layer defect using wide-field en-face swept-source OCT images by applying the inner limiting membrane flattening2017

    • Author(s)
      Naoki Miura, Kazuko Omodaka, Koudai Kimura, Akiko Matsumoto, Tsutomu Kikawa, Seri Takahashi, Naoko Takada, Hidetoshi Takahashi, Kazuichi Maruyama, Masahiro Akiba, Tetsuya Yuasa, Toru Nakazawa
    • Journal Title

      PloS one

      Volume: 12 Pages: e0185573

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0185573

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluating retinal vessel diameter with optical coherence tomography in normal-tension glaucoma patients2017

    • Author(s)
      Takeshi Yabana, Yukihiro Shiga, Ryo Kawasaki, Kazuko Omodaka, Hidetoshi Takahashi, Koudai Kimura, Kyosuke Togashi, Takaaki Horii, Kei Sasaki, Testuya Yuasa, Toru Nakazawa
    • Journal Title

      Japanese journal of ophthalmology

      Volume: 61 Pages: 378-387

    • DOI

      10.1007/s10384-017-0523-z

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Phase contrast computed tomography using continuous THz source2017

    • Author(s)
      M Suga, Y Sasaki, T Sasahara, T Yuasa, C Otani
    • Organizer
      25th European Signal Processing Conference (EUSIPCO)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of crystal analyser-based phase contrast X-ray computed tomography on histopathology2017

    • Author(s)
      S Ichihara, N Sunaguchi, M Ando, T Yuasa, D Shimao, T Kawasaki, K Mori, R Gupta
    • Organizer
      VIRCHOWS ARCHIV
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-06-07  

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