乳癌早期診断のための低被曝型屈折コントラストＸ線ＣＴの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23602002
• 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: 医学物理学・放射線技術学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 湯浅 哲也 山形大学, 理工学研究科, 教授 (30240146)
• 連携研究者: 安藤 正海 東京理科大学, 総合研究機構, 教授 (30013501) ; 市原 周 名古屋医療センター, 臨床研究センター, 室長 (30426499) ; 霍 慶凱 ㈱東芝メディカル
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 屈折 / CT再構成 / 乳がん / 放射光X線 / 早期診断

研究概要

本申請課題では，Si単結晶薄板からなる透過型ラウエケースアナライザと，アナライザーから2方向へ出射する回折波の伝播方向に垂直に設置した2台のCCDカメラからなる新しい屈折コントラストCT撮像方式を提案した．このシステムを用いて，屈折率分布の再構成に必要であるX線伝搬方向の角度偏差情報を抽出するデータ処理アルゴリズムと，得られた角度偏差からノイズに対してロバストな3D-CT再構成アルゴリズムを開発した．これらのことがらを理論・シミュレーション・実験により確認し，実際の乳がん病理サンプルを撮像した結果，約10μｍのがん細胞により変形した組織を明瞭に描出した．

研究成果

• [雑誌論文] Crystal analyzer-based X-ray phase contrast imaging in the dark field: implementation and evaluation using excised tissue specimens (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, N. Sunaguchi, Y. Wu, S. Do, Y. Sung, A. Louissaint, T. Yuasa, S. Ichihara, R. Gupta.
  • 雑誌名: European Radiology 巻: 10 ページ: 1007/s00330-013-3021-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescent x-ray computed tomography using the pinhole effect for biomedical applications (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sunaguchi, T. Yuasa, K. Hyodo, T. Zeniya.
  • 雑誌名: Optics Communications 巻: Vol. 297, No. 15 ページ: 210-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] A physico-mathematical formulation based on ray equation for reconstructing refraction-based 3-D image of soft tissue (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yuasa, N. Sunaguchi, S. Ichihara, M. Ando.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: Vol. 8, Iss. 5 ページ: C05001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-based non-destructive diffraction-enhanced imaging systems to image walnut at 20 keV (2013)
  • 著者名/発表者名: D. V. Rao, M. Bhaskaraiah, R. Cesareo, A. Brunetti, T. Akatsuka, T. Yuasa, Z. Zhong, T. Takeda, G. E. Gigante.
  • 雑誌名: Journal of Food Measurement and Characterization 巻: Vol. 7, No. 1 ページ: 13-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] The feasibility study on 3-dimensional fluorescent x-ray computed tomography using the pinhole effect for biomedical applications (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sunaguchi, T. Yuasa, K. Hyodo, T. Zeniya.
  • 雑誌名: Proc. IEEE EMBC 2013 ページ: 2348-2351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refractive-index based tomosynthesis using dark-field imaging optics (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sunaguchi, T. Yuasa, S. Ichihara, Q. Huo, M. Sakai, Y. Wu, D. Shimao, M. Ando.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: Vol. 425, Iss. 19 ページ: 192012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of highly sensitivity X-ray multiple-times-diffraction enhanced imaging (M-DEI) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Wu, K. Hyodo, N. Sunaguchi, T. Yuasa, M. Ando.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: Vol. 425, Iss. 19 ページ: 192008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue visualization using x-ray dark-field imaging towards pathological goal (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, Y. Chikaura, T. Endo, R. Gupta, Q. Huo, K. Hyodo, S. Ichihara, K. Mori, Y. Nakao, N. Ohura, N. Sunaguchi, Y. Suzuki, Y. Wu, T. Yuasa, Z. Xiaowei.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: Vol. 425, Iss. 19 ページ: 192006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of microvascular proliferation as a tumor infiltration structure in rat glioma specimens using the diffraction-enhanced imaging in-plane CT technique (2012)
  • 著者名/発表者名: S.-J. Seo, N. Sunaguchi, T. Yuasa, Q. Huo, M. Ando, G.-H. Choi, H.-T. Kim, K.-H. Kim, E.-J. Jeong, W.-S. Chang and J.-K. Kim.
  • 雑誌名: Physics in Medicine and Biology 巻: Vol. 57, No. 5 ページ: 1251-1262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-based DEI for bio-imaging and DEI-CT to image phantoms with contrast agents (2012)
  • 著者名/発表者名: D.V. Rao, M. Swapna, R. Cesareo, A. Brunetti, T. Akatsuka, T. Yuasa, Z. Zhong, T. Takeda, and G.E. Gigante.
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes 巻: Vol. 70, No. 8 ページ: 1570-1578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Embedded soft-tissue image mechanism of a small anima shell with synchrotron-based micro-CT (2012)
  • 著者名/発表者名: D.V. Rao, R. Cesareo, A. Brunetti, T. Akatsuka, T. Yuasa, T. Takeda, G.E. Gigante.
  • 雑誌名: Journal of X-Ray Science and Technology 巻: Vol. 20, No. 3 ページ: 291-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-based x-ray fluorescence applied to invertebrates to investigate the role of essential trace elements in a biological process, 2.5-D and 3-D breast tissue visualization under x-ray dark field imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: D.V. Rao, M. Swapna, R. Cesareo, A. Brunetti, T. Akatsuka, T. Yuasa, T. Takeda, G.E. Gigante.
  • 雑誌名: PHYSICA SCRIPTA 巻: Vol. 85, No. 3 ページ: 035805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Very high contrast and very high spatial resolution 2-D (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, Q. Huo, S. Ichihara, T. Endo, T. Yuasa, N. Sunaguchi, K. Mori.
  • 雑誌名: Breast Imaging (Springer Berlin Heidelberg) ページ: 104-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refraction-contrast tomosynthesis imaging using dark-field imaging optics (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Sunaguchi, T. Yuasa, Q. Huo, S. Ichihara, and M. Ando.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: No. 99 ページ: 103704
  • 査読あり
• [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, and M. Ando.
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: Vol. 36, No. 3 ページ: 391-393
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体組織のためのDark Field Imaging法に基づく屈折コントラストX線CT (2011)
  • 著者名/発表者名: 砂口尚輝,湯浅哲也,霍慶凱,市原周,安藤正海
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: Vol. 47, No. 10 ページ: 459-467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-based small-angle x-ray scattering from biogenic materials (2011)
  • 著者名/発表者名: D.V. Rao, M. Swapna, R. Cesareo, A. Brunetti, T. Akatsuka, T. Yuasa, T. Takeda, G.E. Gigante.
  • 雑誌名: PHYSICA SCRIPTA 巻: Vol. 84, No. 6 ページ: 065802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron-based x-ray fluorescence, imaging and elemental mapping from biological samples (2011)
  • 著者名/発表者名: D.V. Rao, M. Swapna, R. Cesareo, A. Brunetti, T. Akatsuka, T. Yuasa, T. Takeda, G.E. Gigante.
  • 雑誌名: PRAMANA-Journal of Physics 巻: Vol. 76, No. 2 ページ: 261-2697
  • 査読あり
• [学会発表] A physico-mathematical formula for easily reconstructing refraction-based image of soft tissue (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yuasa.
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium on Medical Application of Synchrotron Radiation
  • 発表場所: Shanghai
  • 年月日: 20121017-20
  • 招待講演
• [学会発表] Reconstruction Theory of Refraction Contrast Computed Tomography (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yuasa.
  • 学会等名: 4^<th> Asian Meeting on Synchrotron Radiation Biomedical Imaging
  • 発表場所: Xining
  • 年月日: 20110821-22
  • 招待講演
• [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: T. Yuasa.
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia 2011
  • 発表場所: Naha
  • 年月日: 20110118-19
  • 招待講演