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2018 年度 実績報告書

フォトンカウンティングマンモグラフィによる物質同定のための基礎的検討

研究課題

研究課題/領域番号 16K09015
研究機関京都医療科学大学

研究代表者

小寺 吉衞  京都医療科学大学, 医療科学部, 研究員 (10124794)

研究分担者 小山 修司  名古屋大学, 脳とこころの研究センター, 准教授 (20242878)
西出 裕子  岐阜医療科学大学, 保健科学部, 准教授 (80635730)
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
キーワードフォトンカウンティング技術 / マンモグラフィ / 物質同定 / 実効原子番号 / コントラスト対雑音比 / 被曝低減
研究実績の概要

現在診断に用いられる一般X線画像の多くは、被写体を構成する物質の線減弱係数と厚さを反映した濃淡画像であり、被写体を構成する物質そのものの材質を同定することはできない。しかし、診断用X線は連続X線スペクトルを用いているため、X線光子のエネルギーを個々に求めることができれば、物質同定は可能である。本研究では、名古屋大学が中心となり、共同研究を行っている株式会社ジョブの開発したプロトタイプのフォトンカウンティングマンモグラフィ装置を用いて、三河乳がんクリニックの協力のもと、乳がん患者の摘出乳房の組成組織の物質同定を行った。解析方法の一部には、同じく共同研究を行っている金沢大学で開発した手法を用いている。また、最適な画質と被曝低減を目指して、ディジタルマンモグラフィに求められる撮影条件を実測とシミュレーションで検討した。
摘出標本の解析を行い、摘出標本の乳房組織とがん組織を構成する物体の同定の可能性を検討した。乳房を主に構成する脂肪と乳腺組織については簡単に分離できるが、乳腺組織とがん組織の組成の分離は非常に難しいことで知られている。今回の解析の結果、がんの種類によっては、乳腺組織との分離の可能性が示唆された。しかし、個体間のばらつきが大きく傾向も異なることから、今後、試料数を増やして解析の精度の向上を目指している。物質同定により実効原子番号が得られることから、実効原子番号ごとの画像表示が可能で、吸収画像との重ね合わせ画像(融合画像)による表示を行った。
ディジタル画像では、被写体コントラストが低くても画像処理によってコントラストを強調することが可能であり、アナログ画像のように高いコントラストを得るために低いエネルギー撮影する必要はなく、むしろ、高エネルギーで撮影して量子雑音の少ない高コントラスト対雑音比の画像が有効であることを実験とシミュレーションで実証した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] A novel mammographic fusion imaging technique: the first results of tumor tissues detection from resected breast tissues using energy-resolved photon counting detector2019

    • 著者名/発表者名
      Mariko Sasaki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Reina Suzuki, Hiroto Kimura, Hiroto Nishide, Mitsuhiro Mizutani, Megumi Watanabe, Naoko Yoshida, Hiroaki Hayashi, Natsumi Kimoto, Shuichiro Yamamoto, Daisuke Hashimoto, Masahiro Okada
    • 雑誌名

      Proc. SPIE, Medical Imaging 2019: Physics of Medical Imaging

      巻: 10948 ページ: 1094864-1-9

    • DOI

      10.1117/12.2512271

  • [雑誌論文] Physical image properties of a complementary metal-oxide-semiconductor imager for mammography systems2018

    • 著者名/発表者名
      Chizuru Okamoto, Yoshie Kodera
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 11 ページ: 284-293

    • DOI

      10.1007/s12194-018-0465-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exposure Parameters and Average Glandular Dose in a Digital Mammography System in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Nishide, Kouji Ohta, Kaori Murata, Yoshie Kodera, Kazuhiro Shimamoto
    • 雑誌名

      J. Med. Imaging Health Inf

      巻: 8 ページ: 1030-1034

    • DOI

      10.1166/jmihi.2018.2417

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of breast tissue using the x-ray image measured with an energy-resolved cadmium telluride series detector based on photon-counting technique2018

    • 著者名/発表者名
      Mariko Sasaki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Reina Suzuki, Ai Nakajima, Hiroko Nishide, Mitsuhiro Mizutani, Megumi Watanabe, Naoko Yoshida, Hiroaki Hayashi, Tsutomu Yamakawa, Shuichiro Yamamoto, Daisuke Hashimoto, Masahiro Okada
    • 雑誌名

      Proc. SPIE, 14th International Workshop on Breast Imaging (IWBI 2018)

      巻: 10718 ページ: 107181Z-1-6

    • DOI

      10.1117/12.2317819

  • [雑誌論文] Development of energy-resolved photon-counting mammography with a cadmium telluride series detector to reduce radiation exposure and increase contrast-to-noise ratio using the high-energy X-rays2018

    • 著者名/発表者名
      Reina Suzuki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Ai Nakajima, Mariko Sasaki, Hiroto Kimura, Hiroaki Hayashi, Tsutomu Yamakawa, Shuichiro Yamamoto, Daisuke Hashimoto, Masahiro Okada
    • 雑誌名

      Proc. SPIE, 14th International Workshop on Breast Imaging (IWBI 2018)

      巻: 10718 ページ: 107181K-1-6

    • DOI

      10.1117/12.2317813

  • [学会発表] A novel mammographic fusion imaging technique: the first results of tumor tissues detection from resected breast tissues using energy-resolved photon counting detector2019

    • 著者名/発表者名
      Mariko Sasaki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Reina Suzuki, Hiroto Kimura, Hiroto Nishide, Mitsuhiro Mizutani, Megumi Watanabe, Naoko Yoshida, Hiroaki Hayashi, Natsumi Kimoto, Shuichiro Yamamoto, Daisuke Hashimoto, Masahiro Okada
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging, 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel mammographic substance discrimination technique with fusion imaging: Initial results of detection of breast cancer from resected breast tissues by energy-resolved photon counting detector2019

    • 著者名/発表者名
      Mariko Sasaki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Hiroko Nishide, Mitsuhiro Mizutani, Megumi Watanaba, Naoko Yoshida, Hiroaki Hayashi, Shuichiro Yamamoto
    • 学会等名
      European Congress of Radiology
    • 国際学会
  • [学会発表] Usefulness of high-energy X-ray imaging using novel energy-resolved photon-counting mammography: Contrast-to-noise ratio assessment in simulation study2019

    • 著者名/発表者名
      Reina Suzuki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Mariko Sasaki, Hiroto Kimura, Shuichiro Yamamoto, Daisuke Hashimoto, Masahiro Okada
    • 学会等名
      European Congress of Radiology
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Evaluation of Photon-counting Mammography in High-Energy Band of Mammography2018

    • 著者名/発表者名
      Reina Suzuki, Mariko Sasaki, Yoshie Kodera, Tsutomu Yamakawa, Shuichiro Yamamoto, Masahiro Okada, Shuji Koyama
    • 学会等名
      第74回日本放射線技術学会総会学術大会
  • [学会発表] Identification of breast tissue using the x-ray image measured with an energy-resolved cadmium telluride series detector based on photon-counting technique2018

    • 著者名/発表者名
      Mariko Sasaki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Reina Suzuki, Ai Nakajima, Hiroko Nishide, Mitsuhiro Mizutani, Megumi Watanabe, Naoko Yoshida, Hiroaki Hayashi, Tsutomu Yamakawa, Shuichiro Yamamoto, Daisuke Hashimoto, Masahiro Okada
    • 学会等名
      The Fourteenth International Workshop on Breast Imaging
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of energy-resolved photon-counting mammography with a cadmium telluride series detector to reduce radiation exposure and increase contrast-to-noise ratio using the high-energy X-rays2018

    • 著者名/発表者名
      Reina Suzuki, Shuji Koyama, Yoshie Kodera, Ai Nakajima, Mariko Sasaki, Hiroto Kimura, Hiroaki Hayashi, Tsutomu Yamakawa, Shuichiro Yamamoto, Daisuke Hashimoto, Masahiro Okada
    • 学会等名
      The Fourteenth International Workshop on Breast Imaging
    • 国際学会
  • [学会発表] エネルギー弁別型フォトンカウンティングマンモグラフィ装置を用いた乳房組織鑑別の精度評価2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木毬子,小山修司,小寺吉衞,西出裕子,水谷三浩,渡辺恵美,吉田直子,山本修一郎
    • 学会等名
      第46回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [学会発表] 高濃度乳腺に対するエネルギー弁別型フォトンカウンティングマンモクグラフィ画像の撮影条件の検討2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木怜奈,小山修司,小寺吉衞,佐々木毬子,木村浩都,山本修一郎,橋本大輔,岡田雅宏
    • 学会等名
      第46回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [学会発表] エネルギー弁別型光子計数マンモグラフィにおける対象物の線束方向の位置の違いによる物質鑑別への影響2018

    • 著者名/発表者名
      木村浩都,小山修司,小寺吉衞,佐々木毬子,鈴木怜奈,山本修一郎,橋本大輔,岡田雅宏
    • 学会等名
      第46回日本放射線技術学会秋季学術大会

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公開日: 2019-12-27  

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