情報欠落に影響されない新たな非線形離散濃度諧調再構成法の実用化

• 研究課題/領域番号: 24510156
• 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: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 馬場 則男 工学院大学, 情報工学部, 教授 (80164896)
• 連携研究者: 金子 賢治 九州大学大学院, 工学研究院, 教授 (30336002) ; 馬場 美鈴 工学院大学, 総合研究所, 研究員 (80435528)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 電子線トモグラフィー / 電子顕微鏡 / 逆問題 / 画像再構成 / 情報欠落問題 / 電子線トモグラフィ

研究成果の概要

透過型電子顕微鏡を使って電子線CT（医療用X線ＣＴと同じ原理）が行えるが、観察する試料を左右回りに連続回転できる角度に制限（60～70°）があるため、断層像はナノ(nm)の細かさではあっても、歪んだり、偽像(本来はない像)が現れたりしてきた。これを解決するために、これまで、断層像を演算する方法を、独自の離散数学を駆使した方法に変える提案をしてきた。その結果、前回の提案よりも更に改良され、より複雑な形や構造の試料にも対応する汎用的な方法が新たに開発できた。加えて撮影する試料回転のステップ数をかなり減らせることを検証した。

研究成果

• [雑誌論文] A Role for the Ancient SNARE Syntaxin 17 in Regulating Mitochondrial Division (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Arasaki, H. Shimizu, H. Mogari, N. Nishida, N. Hirota, A. Furuno, Y. Kudo, M. Baba, N. Baba, J. Cheng, T. Fujimoto, N.Ishihara, C. Ortiz-Sandoval, L. Barlow, A Raturi, N. Dohmae, Y. Wakana, H. Inoue, K.Tani, J. Dacks, T.Simmen, M. Tagaya
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 32(9) 号: 3 ページ: 304-317
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.12.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-precision image-drift-correction method for EM images with a low signal-to-noise ratio (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Isakozawa, S. Tomonaga, T. Hashimoto and N. Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63(4) 号: 4 ページ: 301-312
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu016
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alternative automatic alignment method for specimen tilt-series images based on back-projected volume data cross-correlations (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tomonaga, M. Baba and N. Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63(4) 号: 4 ページ: 279-294
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A new field-of-view auto tracking method for online tomography reconstruction based on back-projected ray image cross-correlation (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tomonaga, M. Baba, S. Yamazaki and N. Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63(5) 号: 5 ページ: 357-369
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alternative automatic alignment method for specimen tilt-series images based on back-projected volume data cross-correlations (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachihiko Tomonaga, Misuzu Baba and Norio Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-precision image-drift-correction method for EM images with a low signal-to-noise ratio (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeto Isakozawa, Sachihiko Tomonaga, Takahito Hashimoto and Norio Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel configuration of a myosin II transient intermediate analogue revealed by quick-freeze replica electron microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimori, N. Baba and E. Katayama
  • 雑誌名: Biochem. J. 巻: 450 号: 1 ページ: 23-35
  • DOI: 10.1042/bj20120412
  • 査読あり
• [学会発表] 逆投影線像3次元相互相関法による投影像シリーズの倍率補正 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉本健太、友永祥彦、馬場美鈴
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第39回関東支部講演会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 2015-02-28
• [学会発表] A new field-of-view autotracking method based on back-projected ray image cross-correlation for online tomography reconstruction (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tomonaga, M. Baba and N. Baba
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第58 回シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-17
• [学会発表] 電子線トモグラフィ法に必要な様々な画像処理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 馬場則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会・電子顕微鏡解析技術分科会
  • 発表場所: 静岡県御殿場市時之栖
  • 年月日: 2014-08-22 – 2014-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] 従来法に代わる3次元断層データ相関法に基づく投影像の位置合わせ法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 友永祥彦，馬場 美鈴，馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
  • 発表場所: 幕張国際会議場
  • 年月日: 2014-05-12
• [学会発表] 高精細位相シフトPCMによる倍率等の投影像シリーズ画像補正の自動化応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉本健太，友永祥彦，馬場美鈴，馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
  • 発表場所: 幕張国際会議場
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-13
• [学会発表] 量子化単位に基づく非線形離散濃度諧調再構成法の改良 (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 酵母細胞のphagophore膜形成に関与する新規膜構造体の検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場 美鈴, 友永 祥彦, 鈴木 雅斗, 加藤 大貴, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 従来法に代わる断層像相関法に基づく投影像の位置合わせ法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 友永 祥彦, 加藤 大貴, 馬場 美鈴, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] テクスチャ解析とスネーク法の改良による電子線CTセグメンテーション法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 雅斗, 馬場 美鈴, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 連続試料傾斜による高精度SEMステレオ視差立体計測法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 拓也, 佐藤 晴彦, 友永 祥彦, 馬場 則男, 牛木 辰男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 電顕像高精細自己相関関数によるオートチューニング (2013)
  • 著者名/発表者名: 布施 太嗣, 友永 祥彦, 久保 貴, 砂子沢 成人, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] An Alternative Image Alignment Method Based on Reconstructed Cross-section Image Correlations (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga S, Kato D, Baba M, and Baba N
  • 学会等名: Microscopy and Microanalysis 2013 Meeting,
  • 発表場所: Indianapolis Convention Center
• [学会発表] 3次元断層データ相関法による連続投影像の位置合わせ法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤大貴、友永祥彦、布施太嗣、馬場則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会関東支部第37回講演会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
• [学会発表] 高精細自己相関関数による電子顕微鏡のオートチューニング (2013)
  • 著者名/発表者名: 布施太嗣,友永 祥彦, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会関東支部第37回講演会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
• [学会発表] 新たに考案した非線形離散濃度諧調再構成法の改良 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場則男
  • 学会等名: 第68回日本顕微鏡学会学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 動的閾値処理による電子線CT セグメンテーション法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雅斗,馬場 美鈴, 馬場 則男
  • 学会等名: 第68回日本顕微鏡学会学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 従来法に代わる断層像画質評価に基づく投影像の位置合わせ法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 友永祥彦，加藤大貴, 馬場 美鈴,馬場 則男
  • 学会等名: 第68回日本顕微鏡学会学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Morphological analysis of the intracellular structures in atg Mutants (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Baba, M. Suzuki, S. Tomonaga, M. Ogasawara, Y. Kamada and N. Baba
  • 学会等名: The 6th Int. Symposium on Autophasy 2012
  • 発表場所: Bankoku Shinryokan
• [産業財産権] 荷電粒子線装置、三次元画像の再構成画像処理システム、方法 (2014)
  • 発明者名: 馬場則男，友永祥彦, 馬場美鈴, 橋本隆仁, 四辻貴文
  • 権利者名: (株)日立ハイテクノロジーズ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-06-10