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異常透過回折現象を用いる高感度小角散乱X線撮像法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13765
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21030:計測工学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

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) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード小角散乱X線イメージング / X線CT / 乳腺 / 放射光 / 乳癌 / 小角散乱 / X線イメージング
研究成果の概要

本研究では,乳房組織内の微小な腫瘍組織を描出するために,従来よりも高感度な小角散乱に基づくX線イメージング手法を提案した.提案手法に基づく装置を高エネルギー加速器研究機構(KEK)に構築し,腫瘍組織の撮像実験を通じて有用性を実証した.また,撮像データから高精度に小角散乱を推定するデータ処理手法を合わせて開発した.本手法を用いて,初年度は小角散乱の検出限界を評価した.その結果,微小カーボン粒子密度約0.07g/ml以上の描出能を持つことが分かった.また,実際に乳癌を有す乳腺組織を撮像し,石灰化が存在しない乳癌の領域にコントラストをつけることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の吸収コントラスト方式では生体軟組織の陰影が付きにくい.特にマンモグラフィーはこの吸収コントラスト方式に基づいており,病変の見落としが著しく多いことが指摘されている.本研究により本手法の腫瘍組織の描出能などが明らかになり,医学的に有用な結果が得られれば,新しいマンモグラフィー法として展開できる可能性がある.実際に乳癌を有す乳腺組織を撮像し,石灰化が存在しない乳癌の領域にコントラストをつけることができ,今後撮像の高速化を行い,生体組織の新しい解剖学情報や乳癌のDCISの発生メカニズムなどを本手法で明らかしたい.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea University Anam Hospital(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Catholic University of Daegu(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Catholic University of Daegu(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] X-ray Dark-Field Imaging (XDFI)?a Promising Tool for 3D Virtual Histopathology2021

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

      Molecular Imaging and Biology

      巻: in print 号: 4 ページ: 481-494

    • DOI

      10.1007/s11307-020-01577-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] X-ray dark-field phase-contrast imaging: Origins of the concept to practical implementation and applications2021

    • 著者名/発表者名
      Masami Ando, Rajiv Gupta, Akari Iwakoshi, Jong-Ki Kim, Daisuke Shimao,Hiroshi Sugiyama, Naoki Sunaguchi, Tetsuya Yuasa, Shu Ichihara
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 79 ページ: 188-208

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synchrotron Radiation-Based Refraction-Contrast Tomographic Images Using X-ray Dark-Field Imaging Optics in Human Lung Adenocarcinoma and Histologic Correlations2021

    • 著者名/発表者名
      Eunjue Yi,Naoki Sunaguchi, Jeong Hyeon Lee, Chul-Yong Kim, Sungho Lee, Sanghoon Jheon, Masami Ando, and Yangki Seok
    • 雑誌名

      Diagnostics

      巻: 11 号: 3 ページ: 487-487

    • DOI

      10.3390/diagnostics11030487

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cardiac fiber tracking on super high-resolution CT images: a comparative study2020

    • 著者名/発表者名
      H. Oda, H. R. Roth, T. Sugino, N. Sunaguchi, N. Usami, M. Oda, D. Shimao, S. Ichihara, T. Yuasa, M. Ando, T. Akita, Y. Narita, and K. Mori
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging

      巻: 7 ページ: 026001-026001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional microanatomy of human nipple visualized by X-ray dark-field computed tomography2020

    • 著者名/発表者名
      N. Sunaguchi, D. Shimao, T. Yuasa, S. Ichihara, R. Nishimura, R. Oshima, A. Watanabe, K. Niwa, and M. Ando
    • 雑誌名

      Breast Cancer Research and Treatment

      巻: 180 ページ: 397-405

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X線暗視野法に基づく屈折コントラストX線CTを用いたヒト乳頭の三次元可視化および解析2020

    • 著者名/発表者名
      砂口 尚輝, 島雄 大介, 市原 周, 西村 理恵子, 岩越 朱里, 渡邊 彩, 丹羽 輝久子, 黄 卓然, 湯浅 哲也, 安藤 正海
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 38 ページ: 33-39

    • NAID

      130007796418

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wave-propagation simulation and dark-field computed tomography imaging study to elucidate the contrast-loss problem in X-ray diffraction-based transcranial brain imaging2018

    • 著者名/発表者名
      W. Chang, N. Sunaguchi, S. Seo, M. Ando, T. Yuasa, and J. Kim
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 124 ページ: 234701-234701

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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

      Med. Imag. Tech

      巻: 36 ページ: 107-113

    • NAID

      130007384469

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-dimensional visualization of ductal carcinoma in situ and usual ductal hyperplasia using the refraction-contrast X-ray computed tomography2021

    • 著者名/発表者名
      Kana TANIGUCHI, Naoki SUNAGUCHI, Shu ICHIHARA, Rieko NISHIMURA, Akari IWAKOSHI, Daisuke SHIMAO, Tetsuya YUASA, Masami ANDO
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ring artifact removal method with generative adversarial network for the refraction-contrast computed tomography2021

    • 著者名/発表者名
      Z. Huang, N. Sunaguchi, D. Shimao, S. Ichihara, T. Yuasa, M. Ando
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 屈折コントラストCTのためのGANに基づくリングアーチファクト除去法の開発および 生体組織への適用2021

    • 著者名/発表者名
      黄卓然, 砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 湯浅哲也, 安藤正海
    • 学会等名
      第34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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] X線暗視野法に基づく屈折コントラストCTを用いた非浸潤性乳管癌における篩状構造の3次元イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      谷口華奈、砂口尚輝、市原周、西村理恵子、岩越朱里、村上善子、島雄大介、湯浅哲也、安藤正海
    • 学会等名
      2020年度量子ビームサイエンスフェスタ(第12回MLFシンポジウム/第38回PFシンポジウム)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional visualization of cribriform pattern in ductal carcinoma in situ with X-ray dark field computed tomography2020

    • 著者名/発表者名
      N. Sunaguchi, Z. Huang, D. Shimao, T. Yuasa, S. Ichihara, R. Nishimura, A. Iwakoshi, M. Ando
    • 学会等名
      15th International Workshop on Breast Imaging (IWBI2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 敵対的生成ネットワークによる屈折コントラストCTのためのリングアーチファクト除去2020

    • 著者名/発表者名
      黄 卓然, 砂口 尚輝, 島雄 大介, 市原 周, 湯浅 哲也, 安藤 正海
    • 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] 屈折コントラストX 線CTを用いた非浸潤性乳管癌と通常型乳管過形成の腺腔における3 次元的な差異2020

    • 著者名/発表者名
      谷口 華奈, 砂口 尚輝, 市原 周, 西村 理恵子, 岩越 朱里, 島雄 大介, 湯浅 哲也, 安藤 正海
    • 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] 機械学習による屈折コントラストCTのリングアーチファクト除去を目的とするシミュレーション実験2020

    • 著者名/発表者名
      黄卓然, 砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 西村理恵子, 岩越朱里, 湯浅哲也, 安藤正海
    • 学会等名
      2019年度量子ビームサイエンスフェスタ, 第11回MLFシンポジウム, 第37回PFシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習による屈折コントラストCTのためのリングアーチファクト除去2020

    • 著者名/発表者名
      黄卓然, 砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 西村理恵子, 湯浅哲也, 安藤正海
    • 学会等名
      第33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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 屈折コントラストCTの屈折角測定誤差によって生じるコントラスト不均一の補正方法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
      第36回センシングフォーラム 計測部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 屈折コントラストX 線CT を用いた乳頭組織の3 次元可視化および解析2019

    • 著者名/発表者名
      砂口尚輝, 島雄大介, 市原周, 西村理恵子, 渡邊彩, 丹羽輝久子, 黄卓然, 湯浅哲也, 安藤正海
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of high-resolution X-ray camera for the refraction-contrast computed tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sunaguchi, Daisuke Shimao, Shu Ichihara, Tetsuya Yuasa, and Masami Ando
    • 学会等名
      第115回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [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,湯浅哲也,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 実施状況報告書
  • [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, 櫻井郁也, 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional reconstruction of human nipple using refraction-contrast X-ray computed tomography2018

    • 著者名/発表者名
      N. Sunaguchi, D. Shimao, S. Ichihara, K. Mori, T. Yuasa and M. Ando
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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