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近接ジオメトリ方式による超高解像度CTの応用技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K16694
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

川嶋 広貴  金沢大学, 保健学系, 助教 (70775577)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードX線CT / 高解像度 / 四肢 / コンピュータ断層撮影 / 解像度 / computed tomography / CT / 骨梁
研究開始時の研究の概要

汎用型CTシステムにおいて解像度を向上させる上で、被写体と検出器が離れる「拡大ジオメトリ」が問題となる。そこで、新たな高解像度化手法の提案として「近接ジオメトリ型の超高解像度CT」の基礎技術をこれまの研究で開発した。本研究ではこれらを臨床応用につなげるための技術開発として、ⅰ) ヘリカルスキャンによるデータ収集、ⅱ) 安全性を高めるためのガントリ製作、ⅲ) 臨床的有用性の評価、ⅳ) 超高解像度デュアルエネルギー画像解析を実施する。この応用技術開発を通じて、骨髄レベルでの画像情報を提供することができれば、四肢の画像診断に変革をもたらす可能性がある。

研究成果の概要

被写体に検出器を近づける“近接ジオメトリ”を採用した四肢専用高解像度CT装置を臨床応用につなげる技術開発を行った.汎用型CTを利用した手法では,ヘリカルスキャンにより,撮像範囲を拡大した.一方で,今後の発展を考慮し,より現実的な手法として,独立型の四肢専用CTの開発およびその性能評価を行い,従来法よりも優れた性能を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

高速かつ高解像度な四肢のCT画像を得るための工夫として,幾何学的配置の変更を利用した.最終的に開発した独立型の近接ジオメトリCTは,骨梁の微小構造を描出できる解像度を有し,かつ,6.5秒間で50 mmの範囲を検査できる.これにより,骨折の治癒過程や骨粗鬆症の進行による骨梁構造の変化を描出できる可能性がある.今後,開発システムが,四肢の画像診断に変革をもたらすことを期待したい.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A challenge for high-speed and high-resolution CT for extremities with clinical feasibility2024

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Hiroki、Ichikawa Katsuhiro
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 12925, Medical Imaging 2024: Physics of Medical Imaging

      巻: 12925 ページ: 63-63

    • DOI

      10.1117/12.3004919

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Virtual monochromatic images of dual-energy CT as an alternative to single-energy CT: performance comparison using a detectability index for different acquisition techniques2023

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Hiroki、Ichikawa Katsuhiro、Ueta Hiroshi、Takata Tadanori、Mitsui Wataru、Nagata Hiroji
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: Online 号: 8 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1007/s00330-023-09491-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new stationary grid, with grid lines aligned to pixel lines with submicron‐order precision, to suppress grid artifacts2021

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Hiroki、Ichikawa Katsuhiro、Iida Yasuko
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 48 号: 9 ページ: 4935-4943

    • DOI

      10.1002/mp.15099

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of clinically available deep learning image reconstruction in computed tomography: a phantom study2021

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Hiroki、Ichikawa Katsuhiro、Takata Tadanori、Mitsui Wataru、Ueta Hiroshi、Yoneda Norihide、Kobayashi Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging

      巻: 7 号: 06

    • DOI

      10.1117/1.jmi.7.6.063503

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A challenge for high-speed and high-resolution CT for extremities with clinical feasibility2024

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Hiroki、Ichikawa Katsuhiro
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging, 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A prototype ultra-high-resolution CT for extremities with 89-μm detector pitch: design and performance2021

    • 著者名/発表者名
      Shimokawa Soei、Ichikawa Katsuhiro、Kawashima Hiroki
    • 学会等名
      RSNA 2021: 107th Scientific Assembly and Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-energy CTの代替画像としての仮想単色X線CT画像の性能:異なる撮像方式での比較2021

    • 著者名/発表者名
      川嶋 広貴、市川 勝弘、高田 忠徳、三井 渉、上江田 博、長田 弘二
    • 学会等名
      第77回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CMOS型検出器を用いた四肢専用超高解像度CTの開発:デザインと初期性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      下川 蒼永、市川 勝弘、川嶋 広貴、豊原 勇理
    • 学会等名
      第77回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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