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2018 年度 研究成果報告書

統計的画像処理法と圧縮センシングによるコーンビーム型X線CT画像の高画質な再構成

研究課題

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研究課題/領域番号 15K11065
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 病態科学系歯学・歯科放射線学
研究機関北見工業大学

研究代表者

早川 吉彦  北見工業大学, 工学部, 准教授 (70164928)

研究協力者 コーネリア コバー  Hamburg University of Applied Sciences, Faculty of Life Sciences, Prof. i.R.
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードX線CT画像 / 統計的画像再構成法 / 逐次近似法 / 圧縮センシング / 歯顎顔面画像診断 / 被ばく軽減 / 全変動正則化 / スパースモデリング
研究成果の概要

不完全な投影データの使用や投影データの削減はX線CT画像再構成に影響するか,さらに、統計的再構成法アルゴリズム(ART法とML-EM法)と圧縮センシング法(TV正則化)で画質が維持されるか検討した。ART法を従来法であるFBP法と比較し,さらに,スパースモデリングによる圧縮センシングを利用して,TV正則化によって投影データ量を削減可能な処理法を開発した。
そして,顎顔面領域のCT画像に対して実行し,360度ないし180度の投影データに対しART法とTV正則化を組み合わせたところ,計算負荷は増大するがCT画像再構成に用いるプロジェクションデータを約10分の1まで減らせることを示した。

自由記述の分野

歯学,医用画像工学,医学物理学,画像認識,画像解析,医療情報,放射線技術学

研究成果の学術的意義や社会的意義

医療用X線撮影における「患者の被ばく線量を減らす」という社会的ニーズと,相反するニーズ「画質を劣化させないこと」を同時に実現するために,統計的画像再構成法とスパース(疎性)・モデリングを基にした圧縮センシング法を応用した。特に被ばく線量が問題となるX線CTに応用し,顎口腔領域の画像で検証した。360度ないし180度の投影データに対しART法とTV正則化を組み合わせて実行した。
計算負荷の増大という問題は多少あるが,プロジェクションデータ量で10分の1のX線量でCT画像を再構成できる可能性を示した。また,金属アーチファクトの削減効果もあった。医療におけるX線CT画像の使い方を変える可能性がある。

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公開日: 2020-03-30  

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