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オクトツリー表現を用いた放射線治療・診断におけるモンテカルロ計算の高速化

研究課題

研究課題/領域番号 07457204
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関法政大学

研究代表者

尾川 浩一  法政大学, 工学部, 助教授 (00158817)

研究分担者 中島 真人  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (20051766)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1996年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1995年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワードモンテカルロシミュレーション / 光子輸送 / 物体記述 / オクトツリー表現 / シングルフォトンエミッションCT / 高速化 / 放射線医学 / 画像処理 / オクトツリー / モンテカルロ計算 / 放射線治療 / SPECT / PET / 核医学
研究概要

平成7年度は物体をオクトツリーで表現するためのプログラムを作成し、このプログラムで記述された物体とオリジナルの物体が同一になるかどうかを幾何学的なモデルによってチェックした。また、核磁気共鳴CT画像から輪郭抽出を行い、この抽出された画像に対してオクトツリーで表現を行なった。そして、オクトツリー表現によって単位立方体数が、これを用いない場合に比してどの程度減少するかを調査した。この結果、オクトツリー構造を用いることによって円柱状のファントムは、これを用いない場合の24.7%の数のvoxel数で表現できることがわかった。さらに、モンテカルロ計算を行なうプログラムを作成し、このプログラム中の物体の記述をオクトツリー表現のプログラムと組み合わせ、動作確認を行なった。
平成8年度には作成したモンテカルロプログラムの精度確認を、汎用コードであるEGS4との比較によって行なった。この結果、計算結果はよく一致した。また、作成したプログラムの基本性能を評価するために、VB法のプログラムを作成し、このプログラムとオクトツリーを用いたものとの比較を行なった。比較した点は、計算速度と計算精度、及び物体を記述するのに要するデータの大きさである。物体としては形状の複雑度の異なる3種類のディジタルファントム(Shepp phantom,Zubal phantom[brain,torso])を使用した。この際、CT画像からの画像輪郭を用いた。この結果、octree法は従来のVB法と比較して、記述領域数を67〜37%まで減らすことができ、また演算時間を67〜87%まで減らすことができた。プログラムのチューニングにより、さらにoctree法での高速化が期待でき、提案するアルゴリズムの有効性が立証された。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "A Monte Carlo Method using octree structure in photon and electron transport." IEEE Trans.Nucl.Sci.42(6). 2322-2326 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru Maeda: "A proposal of a Monte Carlo method using octree structure." IEEE Conf.Record of Nucl.Sci.and Med.Imag.Conf.4. 1687-1690 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "High speed calculation of photon transportation in Monte Carlo method." J.of Nucl.Med.36(5). 180P- (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "A new object modeling in Monte Carlo simulation." Annals of Nucl.Med.10. S173- (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "Accelerating photon transport in Monte Carlo simulation." IEEE Conf.Record of Nucl.Sci.and Med.Imag.Conf.(1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "A Monte Carlo Method using octree structure in photon and electron transport" IEEE Trans. Nucl. Sci.vol.42, No.6. 2322-2326 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeru Maeda: "A Proposal of a Monte Carlo Method using octree structure" IEEE Conf. Record of Nucl. Sci. and Med. Imag. Conf.vol.4. 1687-1690 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "High speed calculation of photon transportation in Monte Carlo method" J.Nucl. Med.vol.36, No.5. 180 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "A new object modeling method in Monte Carlo simulation" Annals of Nucl. Med.vol.10. S173 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "Accelerating photon transport in Monte Carlo simulation" IEEE Conf. Record of Nucl. Sci. and Med. Imag. Conf.(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "A new object modeling in Monte Carlo simulation" Annals of Nuclear Med.vol.10. S173- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Ogawa: "Accelerating photon transport in Monte Carlo simulation" IEEE Conf.Record of Nucl.Sci.and Med.Imag.Conf.(in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ogawa and S.Maeda: "A Monte Carlo Method Using Octree Structure in Photon and Electron Transport" IEEE Transaction on Nuclear Science. 42. 2322-2326 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K. Ogawa: "A Monte Carlo Method Using Octree Structure in Photon and Electron Transport" IEEE Trans. on Nucl. Sci.42. 2322-2326 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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