| 研究課題/領域番号 |
15K08691
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
芳賀 昭弘 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (30448021)
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| 研究分担者 |
古徳 純一 帝京大学, 医療技術学部, 教授 (70450195)
中川 恵一 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80188896)
今江 禄一 東京大学, 医学部附属病院, 診療放射線技師 (80420222)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 医学物理学 / 物質同定 / 逐次近似再構成 / 事後分布最大化 / ビームハードニング / 放射線物理学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、光子と物質の相互作用断面積及びX線の線質に基づき、元素分布の推定を可能にするMulti Energy CT再構成アルゴリズムを新規に開発することである。このために、量子電磁力学に基づいて精緻化された光子反応断面積と、装置から生じるX線スペクトルに基づいたビームハードニング特性を取り入れたCT再構成アルゴリズムを本申請にて新規に提案した。前年度までに、量子電磁力学計算による光子ー物質反応断面積のデータベース化、デュアルエネルギーCT再構成、標準人体の元素分布モデルの構築、の研究を行った。当該年度において、標準人体の元素分布モデルの予測分布を事前情報として取り入れた事後分布最大化法による元素推定アルゴリズムを開発し、そのアルゴリズムの精度を仮想ファントム試験によって実証した。仮想ファントムはShepp-Logan型を採用し、構成される３つの領域を様々な人体組織の元素構成に置き変えることによって48種類の仮想ファントムを準備した。元素推定において必要となるX線のエネルギースペクトルには、前年に開発を行ったkV-MVデュアルエネルギーCT再構成で用いたモンテカルロシミュレーションの結果を用い、人体が6つの元素（水素、炭素、窒素、酸素、リン及びカルシウム）からなるとするモデルに従って、スペクトルに応じたX線の減弱を最適化計算により決定し、構成元素の密度を推定した。再構成された元素分布と、入力値とした仮想ファントムの元素分布の差は非常に小さく、比較的密度の大きい炭素や窒素、酸素の密度推定においては20%未満程度の誤差で再構成が可能であった。
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