軟組織を描画するX線光学系、高性能2次元検出器および屈折用アルゴリズムの開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18206011
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 安藤 正海 東京理科大学, 総合研究機構DDS研究センター, 教授 (30013501)
• 研究分担者: 石黒 真木夫 統計数理研究所, モデリング系, 教授 (10000217) ; 市原 周 国立病院機構, 名古屋医療センター, 科長 (30426499) ; 遠藤 登喜子 国立病院機構, 名古屋医療センター, 部長 (10231193) ; 植野 映 筑波大学, 人間総合科学研究科, 準教授 (90150614) ; 河合 敏昭 浜松ホトニクス(株), 電子管事業部, 主査 (80418392) ; 齊藤 恒雄 東北文化学院大学, 教授 (70005312) ; 島雄 大介 茨城県立医療大学, 放射線科学部, 助教 (20404907) ; 杉山 弘 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (80222058) ; 近浦 吉則 九州工業大学, 領域研究科, 教授 (40016168) ; 坂東 裕子 筑波大, 人間総合科学研究科, 講師 (00400680) ; 兵藤 一行 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 講師 (60201729) ; 山崎 克人 神戸大学, ゲノム研究科, 教授 (50210381) ; 湯浅 哲也 山形大学, 工学部, 教授 (30240146)
• 研究協力者: MAKSIMENKO Anton 豪州放射光研究所, 研究員
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: X線動力学回折 / 屈折コントラスト / 吸収コントラスト / 2次元像 / 3次元像 / 擬似3次元像 / 軟組織 可視化 乳癌 / 関節軟骨臨床診断病理診断

研究概要

軟組織用に最適な高空間解像度、高コントラストが得られるX線光学系の開発に成功した。高性能2次元検出器を得て屈折画像が短時間に得られることを実証した。臨床応用を目指す上で重要な乳癌試料、関節軟骨など各種軟組織に対してX線暗視野法を用いてX線画像取得に成功した。H&E染色像に変わらない情報が得られることが判明した。屈折用アルゴリズムを適用して乳管、乳腺、線維、壊死石灰化などの3次元像取得にも成功した。屈折型擬似3次元像取得にも成功した。これらにより臨床用in vivo、ex vivo像の見込みが立った

研究成果

• [雑誌論文] Highly Sensitive Detection of the Soft Tissues Based on Refraction Contrast by In-plane Diffraction-Enhanced Imaging CT (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yuasa, E. Hashimoto, A. Maksimenko, H. Sugiyama, Y. Arai, D. Shimao, S. Ichihara, and M. Ando
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A591 ページ: 546-557
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D Reconstruction and Virtual Ductoscopy of High-Grade Ductal Carcinoma In Situ of the Breast with Casting Type Calcifications Using Refraction-Based X-ray CT (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ichihara, M. Ando, A. Maksimenko, T. Yuasa, H. Sugiyama, E. Hashimoto, K. Yamasaki, K. Mori, Y. Arai and T. Endo
  • 雑誌名: Virchows Archiv 451 ページ: 41-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refraction Baced Tomosynthesis : Proof of Concept (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Maksimenko, T. Yuasa, M. Ando and E. Hashimoto, D. Shimao, T. Kunisada, H. Sugiyama, and M. Ando
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 91 ページ: 234108-1-234108-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refraction Enhanced Tomosynthesis of Finger Joint by X-Ray Dark-Field Imaging (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Shimao, T. Kunisada, H. Sugiyama, M. Ando
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 46 ページ: L608-L610
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2D and 3D Visualization of Ductal Carcinoma in situ (DCIS) due to X-Ray Refraction Contrast (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, A. Maksimenko, T. Yuasa, Eiko Hashimoto, K. Yamasaki, C. Ohbayashi, H. Sugiyama, K. Hyodo, T. Kimura, H. Esumi, T. Akatsuka, G. Li, D. Xian, E.Ueno, H. Bando, S. Ichihara, T. Endo, N. Moriyama and H. Nishino
  • 雑誌名: Bioimages 14 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyzer by X-ray Dark-Field Imaging Articular Cartilage Depicted at Optimized Angular Position of Laue Angular (2006)
  • 著者名/発表者名: D. Shimao, H. Sugiyama, T. Kunisada, M. Ando
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes 64 ページ: 868-874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sharper Image of Breast Cancer Cells and Stroma in the Dense Breast by Thinner Angular Filter under X-Ray Dark-Field Imaging (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, H. Sugiyama, S. Ichihara, T. Endo, H. Bando, K. Yamasaki, C. Ohbayashi, Y. Chikaura, H. Esumi, A. Maksimenko, G. Li
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 45 No.28 ページ: L740-L743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hard-X-Ray Region Tomographic Reconstruction of the Refractive-index Gradient Vector Field : Imaging Principles and Comparisons with Diffraction Enhanced Imaging Based Computed Tomography (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Yuasa, A. Maksimenko, E. Hashimoto, H. Sugiyama, K. Hyodo, T. Akatsuka, M. Ando
  • 雑誌名: Optics Letters 31 ページ: 1818-1820
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Pass Filtered Diffraction Micro-Tomography by Coherent Hard X-rays for Cell Imaging : Theoretical and Numerical Studies of the Imaging and Reconstruction Principles (2005)
  • 著者名/発表者名: T. Yuasa, H. Sugiyama, Z. Zhong, A. Maksimenko, F. A. Dilmanian, T. Akatsuka, M. Ando
  • 雑誌名: JOSA 22 ページ: 2622-2634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attempt at 2D Mapping of X-ray Fluorescence from Breast Cancer Tissue (2005)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, K. Yamasaki, C. Ohbayashi, H. Esumi, K. Hyodo, H. Sugiyama, G. Li, A. Maksimenko and T. Kawai
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 44 ページ: L998-L1001
  • 査読あり
• [学会発表] Towards International Collaborative Attempt for Early Diagnosis of Breast Cancer and Rheumatoid Arthritis by Use of X-ray Refraction-based 2D, pseudo 3D and 3D Imaging. 3^<rd> AMSRBMI (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤正海
  • 学会等名: アジア放射光生物学・医学画像会議
  • 発表場所: 雲南省澄江市
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] X線動力学回折理論と放射光医学利用最前線 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤正海
  • 発表場所: 上海放射光研究所
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] 放射光医学利用最前線 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤正海
  • 学会等名: 屈折原理利用医用画像の開発 : 臨床診断応用と病理診断応用を目指して
  • 発表場所: 大邱基督教大学
  • 年月日: 2008-06-04
• [学会発表] Attempt at Early Clinical and Pathological Diagnosis of Human Cancer Utilizing (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤正海
  • 学会等名: X-RayRefraction-Based Imaging
  • 発表場所: 蘭州大学
  • 年月日: 2008-04-24
• [学会発表] 放射光医学利用最前線 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤正海
  • 学会等名: -屈折原理利用医用画像の開発 : 臨床診断応用と病理診断応用を目指して-
  • 発表場所: 応用物理学会(九州支部)シンポジウム博多
  • 年月日: 2007-12-15
• [備考]
  • URL: http://www.msm-ando@rs.noda.tus.ac.jp/
• [備考] 2007.10.30朝日新聞名古屋版「超早期乳ガンくっきり名古屋の研究者ら「仮想内視鏡」撮影」
• [備考] 2007.12.19日経産業 「乳ガン立体的に可視化理科大など放射光使い見極め」
• [備考] 2007.12.21科学新聞1面 「被ばく線量 抑え早期発見 -安藤東京理科大教授らのグループ-新たな乳ガン断層写真法開発」
• [備考] 2008.01.13毎日新聞2面「被ばく1000分の1画像鮮明新乳ガン診断法東京理科大などが開発」
• [産業財産権] 屈折型トモシンセシスおよび装置 (2008)
  • 発明者名: 安藤正海, 島雄大介
  • 権利者名: 東京理科大学
  • 出願年月日: 2008-06-28
• [産業財産権] 3次元像合成方法および装置 (2005)
  • 発明者名: 安藤正海, Maksimenko Anton, 湯浅哲也
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権番号: 特願2005-053491
  • 出願年月日: 2005-02-28