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分子機能と形態を同時撮像する管球X線を用いた実用的超高解像度3次元蛍光CTの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04116
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 医学物理学・放射線技術学
研究機関弘前大学

研究代表者

銭谷 勉  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (50443487)

研究分担者 樋口 隆弘  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (30739850)
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)
越野 一博  北海道情報大学, 経営情報学部, 准教授 (90393206)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードCT / 蛍光 / 管球X線 / 分子機能 / 3次元画像 / 高解像度 / ピンホールコリメータ / 画像再構成 / X線管球 / 3次元画像 / 画質改善 / 医学物理学 / 医用画像 / 蛍光X線 / 蛍光CT / 小動物 / 画像解析 / 生体機能 / 散乱線 / トータルバリエーション / 画像 / 生体分子 / X線 / 放射線 / アルゴリズム
研究成果の概要

本研究では、シミュレーションで管球X線を用いた蛍光CTで放射光と同程度の画質を得るには散乱線補正が本質的であることが示された。また、EM-TVを応用した画像再構成アルゴリズムが画質改善に有効であった。蛍光X線CT画像と透過X線CT画像の重ね合わせ機能を有する画像解析ソフトウェアを開発できた。蛍光X線CTで生体の3次元画像が得られることが示された。管球X線を用いた蛍光X線CTを試作することができ、3次元画像を得ることができた。ただし、管球X線の場合、散乱線が非常に多く、微量な標識物質の描出には散乱線の抑制や補正が必須であることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で、管球X線を用いた蛍光X線CTを試作することができ、3次元画像を得ることができた。一方で、微量な標識物質を画像化するための課題も明らかとなった。本研究を通して、解決策も見えてきた。今後の研究で、課題を解決し、システムが実用化されれば、RI施設も放射光施設も必要としないので、簡便に生体機能画像を得ることができる。しかも、形態画像も同時に得られる。画期的なシステムであり、創薬、新規治療法の開発、病態解明などを大きく加速させることになる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] トータルバリエーションを用いた画像再構成法による蛍光X線CT画像の画質改善2021

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,保科亮太,佐々木洸介,阿部智大,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 雑誌名

      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会(弘前大学)資料

      巻: 2020-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] トータルバリエーションを用いた画像再構成法による骨SPECT撮像時間短縮の検討2021

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,笹谷典太,細川翔太,渡部浩司,湯浅哲也,高橋康幸,銭谷 勉
    • 雑誌名

      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会資料

      巻: 2020-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 蛍光X線CT画像再構成におけるDeep Image Priorの検討2021

    • 著者名/発表者名
      對馬結太,金澤道和,佐々木洸介,阿部智大,保科亮太,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 雑誌名

      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会資料

      巻: 2020-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Deep Image Priorを用いたSPECT画像の画質改善2021

    • 著者名/発表者名
      矢部暁登,金澤道和,福原健太,銭谷 勉
    • 雑誌名

      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会資料

      巻: 2020-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] マルチピンホール蛍光X線CTにおけるDual Energy散乱線補正2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木洸介,金澤道和,保科亮太,阿部智大,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 雑誌名

      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会資料

      巻: 2020-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of total variation regularization in bone SPECT reconstruction from a small number of projections2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kanazawa, T, Sasaya, S. Hosokawa, H. Watabe, T. Yuasa, Y. Takahashi, T. Zeniya
    • 雑誌名

      2019 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record

      巻: - ページ: 1-3

    • DOI

      10.1109/nss/mic42101.2019.9059901

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [雑誌論文] マルチピンホールX線蛍光CT画像再構成におけるEM-TVアルゴリズムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,保科亮太,佐々木洸介,阿部智大,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 雑誌名

      第39回日本医用画像工学会予稿集

      巻: - ページ: 394-400

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] マウス脳ex vivoイメージングのためのマルチピンホール型蛍光X線CTにおける入射強度補正2020

    • 著者名/発表者名
      保科亮太,金澤道和,佐々木洸介,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,銭谷 勉,湯浅哲也
    • 雑誌名

      第39回日本医用画像工学会予稿集

      巻: - ページ: 510-515

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Imaging Experiment of Multi-Pinhole Based X-Ray Fluorescence Computed Tomography Using Rat Head Phantoms2019

    • 著者名/発表者名
      Tenta Sasaya, Tsuyoshi Oouchi, Tetsuya Yuasa, Seung-Jun Seo, Jae-Geun Jeon, Jong-Ki Kim, Naoki Sunaguchi, Kazuyuki Hyodo, Tsutomu Zeniya
    • 雑誌名

      Proceeding of 2019 27th European Signal Processing Conference (EUSIPCO)

      巻: N/A ページ: 1-4

    • DOI

      10.23919/eusipco.2019.8903048

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 管球X線を用いた蛍光CTのシミュレーションによる基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      高岡 翼,笹谷典太,砂口尚輝,越野一博,渡部浩司,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 雑誌名

      令和元年度第6回情報処理学会東北支部研究会(弘前大学)資料

      巻: 2019-6 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] EM-TVアルゴリズムを用いた少数投影での骨SPECT画像再構成の検討2019

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,笹谷典太,細川翔太,渡部浩司,湯浅哲也,高橋康幸,銭谷 勉
    • 雑誌名

      第38回日本医用画像工学会予稿集

      巻: - ページ: 352-359

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Multi-Pinhole Based X-Ray Fluorescence Computed Tomography: A Comparison with Single Pinhole Case2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaya, N. Sunaguchi, S.-J. Seo, T. Zeniya, K. Hyodo, J.-K. Kim, T. Yuasa
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10884 ページ: 205-212

    • DOI

      10.1007/978-3-319-94211-7_23

    • ISBN
      9783319942100, 9783319942117
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ピンホール蛍光X線CTによる小動物in vivoイメージングのための基礎実験2018

    • 著者名/発表者名
      荒木啓史,加藤晃輝,大内 剛,笹谷典太,砂口尚輝,銭谷 勉,兵藤一行,湯浅哲也
    • 雑誌名

      センシングフォーラム資料

      巻: 35 ページ: 137-140

    • NAID

      40021677774

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] マルチピンホール蛍光X線CTによるマウス脳in vivoイメージングのための物理ファントムを用いた基礎実験2017

    • 著者名/発表者名
      1. 大内 剛,Seo Seung-Jun,笹谷典太,砂口尚輝,秦 建偉,兵藤一行,銭谷 勉,Kim Jong-Ki,湯浅哲也
    • 雑誌名

      第36回日本医用画像工学会大会予稿集

      巻: - ページ: 159-164

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] トータルバリエーションを用いた画像再構成法による蛍光X線CT画像の画質改善2021

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,保科亮太,佐々木洸介,阿部智大,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 学会等名
      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] トータルバリエーションを用いた画像再構成法による骨SPECT撮像時間短縮の検討2021

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,笹谷典太,細川翔太,渡部浩司,湯浅哲也,高橋康幸,銭谷 勉
    • 学会等名
      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光X線CT画像再構成におけるDeep Image Priorの検討2021

    • 著者名/発表者名
      對馬結太,金澤道和,佐々木洸介,阿部智大,保科亮太,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 学会等名
      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Deep Image Priorを用いたSPECT画像の画質改善2021

    • 著者名/発表者名
      矢部暁登,金澤道和,福原健太,銭谷 勉
    • 学会等名
      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マルチピンホール蛍光X線CTにおけるDual Energy散乱線補正2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木洸介,金澤道和,保科亮太,阿部智大,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 学会等名
      令和2年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of two data acquisition methods reducing the imaging time for bone SPECT image reconstruction using total variation2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kanazawa, T. Sasaya, S. Hosokawa, H. Watabe, T. Yuasa, Y. Takahashi, T. Zeniya
    • 学会等名
      2020年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マルチピンホールX線蛍光CT画像再構成におけるEM-TVアルゴリズムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,保科亮太,佐々木洸介,阿部智大,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 学会等名
      第39回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マウス脳ex vivoイメージングのためのマルチピンホール型蛍光X線CTにおける入射強度補正2020

    • 著者名/発表者名
      保科亮太,金澤道和,佐々木洸介,笹谷典太,砂口尚輝,河嶋秀和,兵藤一行,銭谷 勉,湯浅哲也
    • 学会等名
      第39回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 管球X線を用いた蛍光CTのシミュレーションによる基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      高岡 翼,笹谷典太,砂口尚輝,越野一博,渡部浩司,兵藤一行,湯浅哲也,銭谷 勉
    • 学会等名
      令和元年度第6回情報処理学会東北支部研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of total variation regularization in bone SPECT reconstruction from a small number of projections2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kanazawa, T. Sasaya, S. Hosokawa, H. Watabe, T. Yuasa, Y. Takahashi, T. Zeniya
    • 学会等名
      2019 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging experiment of multi-pinhole based X-ray fluorescence computed tomography2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaya, T. Oouchi, T. Yuasa, S. J. Seo, J. G. Jeon, J. K. Kim, N. Sunaguchi, K. Hyodo, T. Zeniya
    • 学会等名
      2019 27th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Total Variationを用いた画像再構成による少数投影骨SPECTの検討2019

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,笹谷典太,細川翔太,渡部浩司,湯浅哲也,高橋康幸,銭谷 勉
    • 学会等名
      第59回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Image reconstruction using total variation for bone SPECT with a small number of projections2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kanazawa, T. Sasaya, S. Hosokawa, H. Watabe, T. Yuasa, Y. Takahashi, T. Zeniya
    • 学会等名
      2019年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] EM-TVアルゴリズムを用いた少数投影での骨SPECT画像再構成の検討2019

    • 著者名/発表者名
      金澤道和,笹谷典太,細川翔太,渡部浩司,湯浅哲也,高橋康幸,銭谷 勉
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マルチピンホール蛍光X線CTにおける画質改善2019

    • 著者名/発表者名
      荒木啓史,加藤晃輝,大内 剛,笹谷典太,砂口尚輝,銭谷 勉,兵藤一行,湯浅哲也
    • 学会等名
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ第10回MLFシンポジウム/第36回PFシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multi-pinhole based X-ray fluorescence computed tomography: A comparison with single pinhole case2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaya, N. Sunaguchi, S. J. Seo, T. Zeniya, K. Hyodo, J. K. Kim, T. Yuasa
    • 学会等名
      International Conference on Image and Signal Processing 2018 (ICISP 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小動物用PET/MRI用装置の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      渡部浩司,銭谷 勉
    • 学会等名
      第58回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Simulation study of influence of scattered radiation in fluorescence CT using x-ray tube: A comparison with synchrotron radiation2018

    • 著者名/発表者名
      T. Takaoka, T. Sasaya, N. Sunaguchi, K. Koshino, H. Watabe, K. Hyodo, T. Yuasa, T. Zeniya
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピンホールSPECT画像再構成法におけるデータサイズと処理時間の削減2018

    • 著者名/発表者名
      銭谷 勉,今野椋太
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピンホール蛍光X線CTによる小動物in vivoイメージングのための基礎実験2018

    • 著者名/発表者名
      荒木啓史,加藤晃輝,大内 剛,笹谷典太,砂口尚輝,銭谷 勉,兵藤一行,湯浅哲也
    • 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] 蛍光CT励起X線としての管球X線と放射光のシミュレーションによる比較2017

    • 著者名/発表者名
      高岡 翼,笹谷 典太,砂口 尚輝,越野 一博,渡部 浩司,湯浅 哲也,銭谷 勉
    • 学会等名
      平成29年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マルチピンホール蛍光X線CTによるマウス脳in vivoイメージングのための物理ファントムを用いた基礎実験2017

    • 著者名/発表者名
      大内 剛,Seo Seung-Jun,笹谷典太,砂口尚輝,秦 建偉,兵藤一行,銭谷 勉,Kim Jong-Ki,湯浅哲也
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-03-16  

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