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被曝量削減を目的とする屈折コントラストに基づく断層画像計測

研究課題

研究課題/領域番号 12J01109
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 計測工学
研究機関群馬大学

研究代表者

砂口 尚輝  群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教

研究期間 (年度) 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードX線 / 屈折コントラスト / 再構成アルゴリズム / 断層撮影 / トモシンセシス / マンモグラフィー / 被曝量低減 / 画像再構成
研究概要

低被曝断層撮像を可能にするために,屈折コントラストに基づくトモシンセシス再構成アルゴリズムを開発した.まず被写体の測定過程における数学モデルから再構成アルゴリズムを導出した.アルゴリズムの有効性はシミュレーションにより検証された.次に,X線を用いたテストファントムの撮影実験を行い,密度分解能,空間分解能,S/N,被曝量など,さまざまな角度から評価した.さらに,乳癌羅患者から摘出された乳房の撮影実験を行い,医学的検討・被曝量の算出などを行った.本年度では次の成果を挙げた.
1.屈折コントラストに基づくトモシンセシスの再構成アルゴリズムと生体サンプルを用いた実験結果についてThe 11th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2012)国際会議で発表した.
2.再構成アルゴリズムの正当性を数値ファントムのシミュレーションデータから検証した.ここで,シミュレーションデータの生成のために,新たにX線撮像シミュレーターを開発した.シミュレーターでは,膨大な計算コストを伴う入射X線ビームのレイトレーシング処理を行っている.この計算をGPUデバイスに任せることで約100倍の高速化を実現した.
3.本研究では,屈折コントラストX線の測定に暗視野光学系を利用しているが,現在開発中の高感度撮像方式であるM-DEI (multiple-times-difraction enhanced imaging)を用いて断層撮像が可能かどうか検討を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究で新たに開発された屈折コントラスト・トモシンセシス画像再構成アルゴリズムは,再構成に必要とする投影数を縮減できる.生体組織像においてもCTと比較して遜色のない画質を得た.

今後の研究の推進方策

屈折コントラストX線撮像方式を乳癌マンモグラフィーで利用するためには,画像から癌を判別するための指標が必要となる.現在,本撮像方式による乳癌の再構成画像内に,規則的な組織構造がいくつか存在することが分かっている.これを指標に癌を自動判別する画像処理法を開発する予定である.

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Fluorescent x-ray computed tomography using the pinhole effect for biomedical applications2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sunaguchi, Tetsuya Yuasa, Kazuyuki Hyodo, Tsutomu Zeniya
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 297 ページ: 210-214

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2013.01.071

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Refractive-index based tomosynthesis using dark-field imaging optics2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sunaguchi, Tetsuya Yuasa, Shu Ichihara, Qingkai Huo, Masaki Sakai, Yanlin Wu, Daisuke Shimao, Masami Ando
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 425 号: 19 ページ: 192012-192012

    • DOI

      10.1088/1742-6596/425/19/192012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of high sensitivity X-ray multiple-times-diffraction enhanced imaging (M-DEI) optics2013

    • 著者名/発表者名
      Yanlin Wu, Kazuyuki Hyodo, Naoki Sunaguchi, Tetsuya Yuasa, Masami Ando
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 425 号: 19 ページ: 192008-192008

    • DOI

      10.1088/1742-6596/425/19/192008

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tissue Visualization Using X-Ray Dark-Field Imaging towards Pathological Goal2013

    • 著者名/発表者名
      Masami Ando, Yoshinori Chikaura, Tokiko Endo, Rajiv Gupta, Qingkai Huo, Kazuyuki Hyodo, Shu Ichihara, Kensaku Mori, Yuki Nakao, Norihiko Ohura, Naoki Sunaguchi, Hiroshi Sugiyama, Yoshifumi Suzuki, Yanlin Wu, Tetsuya Yuasa, Zhang Xiaowei
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 425 号: 19 ページ: 192006-192006

    • DOI

      10.1088/1742-6596/425/19/192006

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Very High Contrast and Very High Spatial Resolution 2-D, 2.5-D and 3-D Breast Tissue Visualization under X-ray Dark Field Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Masami Ando, Qingkai Huo, Shu Ichihara, Tokiko Endo, Tetsuya Yuasa, Naoki Sunaguchi, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Breast Imaging

      巻: 7361 ページ: 104-110

    • DOI

      10.1007/978-3-642-31271-7_14

    • ISBN
      9783642312700, 9783642312717
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Phantom experiments of 3-dimentinal fluorescent x-ray CT using pinhole2012

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝
    • 学会等名
      The 7^<th> Asian Meeting on Synchrotron Kadiation Biomedical Imaging (AMSI2012)
    • 発表場所
      名古屋医療センター(名古屋市)
    • 年月日
      2012-11-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ピンホールを用いた3次元蛍光X線CTの原理実験2012

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 発表場所
      山形大学工学部(米沢市)
    • 年月日
      2012-07-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Refraction index based tomosynthesis using dark-field imaging optics2012

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝
    • 学会等名
      The 11^<th> International Conference of Synchrotron Radiation Instrumentation
    • 発表場所
      at the Centre de Congres (フランス, リヨン)
    • 年月日
      2012-07-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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