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X線管を用いたアナライザ法による屈折コントラスト-トモシンセシス装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01369
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関北海道科学大学

研究代表者

島雄 大介  北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (20404907)

研究分担者 佐藤 斉  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (90285057)
砂口 尚輝  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (60536481)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード医用画像 / X線管 / 屈折コントラスト / トモシンセシス
研究成果の概要

現状では大型加速器装置であるシンクロトロンでのみ可能な屈折コントラストによるトモシンセシスを、その普及を目指してX線出力の面で大きく劣るX線管で実現しようと試みた。しかし、使用可能であった工業用X線発生装置の焦点サイズが大きく、画像の精密描写には不向きであることが判明した。
そこで、モリブデンターゲットとタングステンターゲットでの特性X線の反射強度を調査して今後の見通しを検討することとしたところ、タングステンターゲットと対称反射結晶の組合せにより、モリブデンターゲットとの組合せの270倍の反射強度が得られることが明らかとなり、問題の1つであったX線強度に関しては解決できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

屈折コントラストによるトモシンセシスがX線管で実現可能となれば、日常診療の中で軟部組織の断層像が高コントラストで得られるようになり、特に乳がんの画像診断にこれまでにない知見を与え得る。
本研究期間内では焦点サイズの問題のため画像化までは至らずX線管から得られる単色の反射X線の強度特性を明らかにすることにとどまった。しかし、小焦点サイズのもと大出力が可能なX線管が開発されれば、X線管で屈折コントラストによるトモシンセシスの実現が示唆されるものとなった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional reconstruction of human nipple using refraction-contrast x-ray computed Tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Sunaguchi Naoki、Shimao Daisuke、Ichihara Shu、Mori Kensaku、Yuasa Tetsuya、Ando Masami
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2054(1) ページ: 050010-050010

    • DOI

      10.1063/1.5084628

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning, registration, and fiber estimation of rabbit hearts using micro-focus and refraction-contrast x-ray CT2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Oda, Holger R. Roth, Takaaki Sugino, Naoki Sunaguchi, Noriko Usami, Masahiro Oda, Daisuke Shimao, Shu Ichihara, Tetsuya Yuasa, Masami Ando, Toshiaki Akita, Yuji Narita, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 10953 ページ: 52-52

    • DOI

      10.1117/12.2512145

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro-focus X-ray CT of the heart: A comparison with X-ray refraction-contrast CT2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Oda, Holger R. Roth, Naoki Sunaguchi, Daisuke Shimao, Takaaki Sugino, Masahiro Oda, Toshiaki Akita, Yuji Narita, Shu Ichihara, Tetsuya Yuasa, Masami Ando, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 13, Sup.1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 屈折コントラストX線CT撮像法と病理サンプルの三次元構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 川崎朋範, 森健策, 湯浅哲也, 安藤正海
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 36 ページ: 107-113

    • NAID

      130007384469

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] X 線暗視野法利用医用画像の開発2018

    • 著者名/発表者名
      安藤正海, 島雄大介, 砂口尚輝, 湯浅哲也, 森健策, マクシメンコ アントン, 市原周, グプタ ラジーフ
    • 雑誌名

      放射光

      巻: 31 ページ: 10-21

    • NAID

      40021470336

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging with ultra-small-angle X-ray scattering using a Laue-case analyzer and its application to human breast tumors2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Shimao, Naoki Sunaguchi, Tenta Sasaya, Tetsuya Yuasa, Shu Ichihara,Tomonori Kawasaki, Masami Ando
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 44 ページ: 236-242

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2017.10.018

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dark-Field Imaging: Recent developments and potential clinical2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ando, N. Sunaguchi , D. Shimao, A. Pan, T. Yuasa , K. Mori, Y. Suzuki, G. Jin, J. K. Kim, J. H. Lim, S. J. Seo, S. Ichihara, N. Ohura, R. Gupta
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 32 号: 12 ページ: 1801-1812

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2016.11.103

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 屈折コントラストCTを用いたヒト乳頭組織内における乳管構造の解析2019

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 西村理恵子, 湯 哲也, 森健策, 安藤正海
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] BL8S2を利用した生体組織の屈折コントラストCT撮像実験2019

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝, 島雄大介, 桜井郁也, 花田賢志, 池野成裕, 東博純, 市原周
    • 学会等名
      第8回名古屋大学シンクロトロン光研究センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 屈折コントラストCT を用いた非浸潤性乳管癌篩状構造の観察2019

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝, 黄 卓然, 島雄大介, 市原周, 西村理恵子, 湯浅哲也, 安藤正海
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a laboratory based refraction-contrast imaging system using industrial x-ray tube2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Shimao, Erika Nakajima, Hitoshi Sato
    • 学会等名
      World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (WC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D High-Resolution Microstructure Imaging of the Heart2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Oda, Holger R. Roth, Naoki Sunaguchi, Tetsuya Yuasa, Toshiaki Akita, Kensaku Mori, Daisuke Shimao, Shu Ichihara, Masami Ando, Noriko Usami, Masahiro Oda, Yuji Narita
    • 学会等名
      Radiological Society of North America(RSNA)2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウサギ心臓の屈折CT像における線維配向の可視化ならびに評価2018

    • 著者名/発表者名
      小田紘久, Holger R. Roth, 砂口尚輝, 宇佐美紀子, 小田昌宏 , 島雄大介, 市原周, 湯浅哲也, 安藤正海, 秋田利明, 成田裕司, 森健策
    • 学会等名
      第37回日本医用画像工学会大会(JAMIT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Sparse annotationによる深層学習ベースの解剖構造抽出:屈折X線CT像からの精密な眼球セグメンテーション2018

    • 著者名/発表者名
      杉野貴明, Holger R. Roth, 小田昌宏, 砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 湯浅哲也, 安藤正海, 森健策
    • 学会等名
      第21回 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 屈折コントラストCTによるヒト乳頭組織の3次元解析2018

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 西村理恵子, 湯浅哲也, 森健策, 安藤正海
    • 学会等名
      第35回センシングフォーラム 計測部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層学習を用いた屈折 X 線 CT 画像からの眼球構造抽出 ―Sparse annnotation データの学習法に関する検討―2018

    • 著者名/発表者名
      杉野貴明, Holger R. Roth, 小田昌宏, 砂口尚輝, 島雄大介, 森健策
    • 学会等名
      第27回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Technical Aspect of X-ray Dark-Field Imaging2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ando, A. Badrutdinov, K. Deasy, R. Gupta, Y. Higashi, K. Hyodo, S. Ichihara, Ge Jin, J.-K. Kim, G. Li K. Mori S.-J. Seo, D. Shimao, Y. Sun, N. Sunaguchi, Y. Suzuki, T. Yuasa
    • 学会等名
      The 12th Asian Meeting on Synchrotron Biomedical Imaging
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-small angle x-ray scattering imaging of breast specimens using Laue case analyzer2017

    • 著者名/発表者名
      D. Shimao, N. Subaguchi, T. Sasaya, T. Yuasa, S. Ichihara, T. Kawasaki, M. Ando
    • 学会等名
      The 12th Asian Meeting on Synchrotron Biomedical Imaging
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of crystal analyser-based phase contrast X-ray computed tomography on histopathology2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ichihara, T. Kawasaki, N. Sunaguchi, D. Shimao, T. Yuasa, K. Mori, M. Ando, R. Gupta
    • 学会等名
      29th European Congress of Pathology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF IN-LINE HOLOGRAPHIC PHASE-CONTRAST IMAGING SYSTEM USING INDUSTRIAL X-RAY SYSTEM2017

    • 著者名/発表者名
      D. Shimao, E. Nakajima, H. Sato
    • 学会等名
      17th Asia Oceania Congress of Medical Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Microstructure Visualization of Lactiferous Duct Structure Based On Refraction X-Ray CT Imaging2017

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, N. Sunaguchi, M. Ando, T. Yuasa, D. Shimao, S. Ichihara, R. Gupta
    • 学会等名
      Radiological Society of North America(RSNA)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an ultra-samll angle x-ray scattering imaging using Laue case analyzer2016

    • 著者名/発表者名
      D. Shimao, N. Sunaguchi, T. Yuasa, S. Ichihara
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Medical Physics
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Refraction-contrast tomosynthesis and ultra-small angle X-ray scattering imaging of a breast specimen using Laue case analyzer2016

    • 著者名/発表者名
      D. Shimao, N. Sunaguchi, T. Yuasa, S. Ichihara, M. Ando
    • 学会等名
      The 11th Asian Meeting on Synchrotron Radiation Biomedical Imaging
    • 発表場所
      PyeongChang, Korea
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Attempt at Achieving Higher Spatial Resolution in X-ray Dark-Field Imaging for Histo-Pathological Applications2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ando, N. Sunaguchi, D. Shimao, T. Yuasa, K. Mori, Y. Suzuki, G. Jin, J. K. Kim, S. J. Seo, S. Ichihara, N. Ohura, R. Gupta, J. H. Lim
    • 学会等名
      The 11th Asian Meeting on Synchrotron Radiation Biomedical Imaging
    • 発表場所
      PyeongChang, Korea
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Synchrotron Radiation Applications (Crystal-based X-ray Medical Imaging Using Synchrotron Radiation and Its Future Prospect)2018

    • 著者名/発表者名
      Masami Ando, Naoki Sunaguchi, Yongjin Sung, Daisuke Shimao, Jong-Ki Kim, Gang Li, Yoshifumi Suzuki, Tetsuya Yuasa, Kensaku Mori, Shu Ichihara and Rajiv Gupta
    • 総ページ数
      668
    • 出版者
      World Scientific
    • ISBN
      9789813227668
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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