屈折コントラスト・トモシンセシス再構成アルゴリズムの開発と評価

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20500385
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 湯浅 哲也 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30240146)
• 連携研究者: 安藤 正海 東京理科大学, 教授 (30013501)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 放射光X線 / 屈折コントラスト / トモシンセシス

研究概要

軟部組織を撮像するための新しい屈折トモシンセシス撮像方式を提案した.本方式は,ラウエ結晶を用いるために,屈折と吸収の情報を分離するためのデータ取得は1回の計測で行える.このため,従来のDEI(Diffraction Enhanced Imaging)法と比較して,1/2の被曝量で計測可能である.さらに,得られた角度偏差からトモシンセシス画像を得るための再構成アルゴリズムを開発した.本アルゴリズムは,得られた角度偏差からなる投影に対して簡単な関数をコンボルーションしてバックプロジェクションを行うだけの非常に簡単なものであるため,高速に処理が可能である.提案方法の有効性を実証するために,高エネルギー加速器研究機構のPFBL14-Cに撮像システムを構築し,生体サンプルの撮像を行った.投影数は約1/10にも関わらず,形態描画に限ればCT画像と同程度の描出能があることが示された.

研究成果

• [雑誌論文] Convolution reconstruction algorithm for refraction-contrast computed tomography using a Laue-case analyzer for dark field imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Sunaguchi, T.Yuasa, Q.Huo, M.Ando
  • 雑誌名: Optics Letters Vol.36, No.3 ページ: 391-393
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray refraction-contrast computed tomography images using dark field imaging optics (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Sunaguchi, T.Yuasa, Q.Huo, S.Ichihara, M.Ando
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. Vol.97 ページ: 153701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of synchrotron-based diffraction-enhanced imaging for visualization of soft tissues in invertebrates (2010)
  • 著者名/発表者名: D.V.Rao, M.Swapna, R.Cesareo, A.Brunetti, Z.Zhong, T.Akatsuka, T.Yuasa, T.Takeda, G.E.Gigante
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes Vol.68, Iss.9 ページ: 1987-1993
  • 査読あり
• [雑誌論文] 屈折コントラストによるCT 画像形成理論 (2010)
  • 著者名/発表者名: 砂口尚輝,湯浅哲也
  • 雑誌名: Medical Imaging Technology Vol.28, No.2 ページ: 96-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depth-resolving THz imaging with tomosynthesis (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Sunaguchi, Y.Sasaki, N.Maikusa, M.Kawai, T.Yuasa, C.Otani
  • 雑誌名: Optics Express Vol.17, No.12 ページ: 9558-9570
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of the distribution of elements in snail shell with the use of synchrotron-based, micro-beam X-ray fluorescence spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: D.V.Rao, M.Swapna, R.Cesareo, A.Brunetti, T.Akatsuka, T.Yuasa, T.Takeda, G.Tromba, G.E.Gigante
  • 雑誌名: Journal of Trace Elements in Medicine and Biology Vol.23, Iss.4, ページ: 251-257
  • 査読あり
• [雑誌論文] First experimental result with fluorescent x-ray CT based on sheet-beam geometory (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Huo, H.Sato, T.Yuasa, T.Akatsuka, T.Takeda, J.Wu, Thet-Thet-Lwin, K.Hyodo
  • 雑誌名: X-Ray Spectrometry Vol.38, Iss.5 ページ: 439-445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-induced X-ray fluorescence from rat bone and lumber vertebra of different age groups (2009)
  • 著者名/発表者名: D.V.Rao, M.Swapna, R.Cesareo, A.Brunetti, T.Akatsuka, T.Yuasa, T.Takeda, G.Tromba, G.E.Gigante
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B Vol.267, Iss.3 ページ: 502-505
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray phase-contrast microtomography for visualizing renal microstructures of hamsters (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Wu, T.Takeda, Thet-Thet-Lwin, A.Momose, N.Sunaguchi, T.Fukami, T.Yuasa, T.Akatsuka
  • 雑誌名: Kidney International Vol.75, Iss.9 ページ: 945-951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refraction-based 2D, 2.5D and 3D medical imaging : Stepping forward to a clinical trial (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Ando, H.Bando, T.Endo, S.Ichihara, E.Hashimoto, K.Hyodo, T.Kunisada, G.Li, A.Maksimenko, K.Mori, D.Shimao, H.Sugiyama, T.Yuasa, E.Ueno
  • 雑誌名: European Journal of Radiology Vol.68S ページ: S32-S36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sheet-beam geometry for in vivo fluorescent x-ray computed tomography : proof-of-concept experiment in molecular imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: Q.Huo, T.Yuasa, T.Akatsuka, T.Takeda, J.Wu, Thet-Thet-Lwin, K.Hyodo, F.A.Dilmanian
  • 雑誌名: Optics Letters Vol.33, Iss.21 ページ: 2494-2496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of age-dependent cardiomyopathic model hamster obtained by fluorescent X-ray computed tomography using I127-IMP (2008)
  • 著者名/発表者名: Thet-Thet-Lwin, T.Takeda, J.Wu, Q.Huo, T.Yuasa, K.Hyodo, T.Akatsuka
  • 雑誌名: Journal of Synchrotron Radiation Vol.15, Part 5 ページ: 528-531
  • 査読あり
• [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, M.Ando
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A Vol.591 ページ: 546-557
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3-D Reconstruction 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, E.Hashimoto, A.Maksimenko, H.Sugiyama, C.Ohbayashi, T.Yuasa, K.Yamasaki, Y.Arai, K.Mori, T.Endo
  • 雑誌名: Virchows Archiv Vol.452, No.1 ページ: 41-47
  • 査読あり
• [学会発表] Reconstruction Algorithm of Refraction-Based Computed Tomography from Viewpoint of X-Ray Optics (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Yuasa
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia 2011
  • 発表場所: Naha, Japan.
  • 年月日: 2011-01-21
• [学会発表] 世界に先駆けた屈折型CT技術開発と今後 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯浅哲也
  • 学会等名: 2010 年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2010-09-15