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2015 年度 実施状況報告書

硬組織含有試料のための位相コントラストCT再構成アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26350494
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)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード位相コントラスト / コンピューテッド・トモグラフィ / X線角度アナライザー / アーチファクト / 放射光X線
研究実績の概要

X線DFI(Dark Field Imaging;暗視野イメージング)光学系を用いた位相コントラストCT(Computed Tomograpy)は、数cm角の生体軟組織サンプルを、非破壊的に高コントラストで3次元断層撮像することが可能である。しかし、骨や石灰化などの硬い組織を含むサンプルでは、強いアーチファクトが生じるため、画質が著しく劣化する。本課題では、硬い組織を含むサンプルから得られる投影に対して、アーチファクトを低減するデータ処理手法・再構成画像処理手法を提案し、その有効性を理論・シミュレーション・実験により実証することを目標とする。
昨年度までに理論およびシミュレーションでの検討は終えた。当該年度では、実際のXDFI光学系により取得されたデータに適用して、有効性を検証した。高エネルギー加速器研究機構のビームラインBL14Cにおいて、XDFI-CT撮像装置を構築し、投影を取得した。サンプルはヒトから切除された石灰化を伴う動脈である。ホルマリンを満たした容器内にサンプルを設置し、180投影取得した。提案手法により、再構成した結果、従来法による再構成よりも格段にアーチファクトの少ない再構成画像を得ることができた。次年度は、さらにほかのサンプルにも適用して有効性を検証する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

放射光X線を光源としてX線角度アナライザーに基づく撮像系を構築し、生体サンプルを用いた撮像実験により得られたデータを取得した。提案手法を適用した結果、従来法による結果に比べて著しくアーチファクトの少ない再構成画像を得ることができた。今後は、さらに他のサンプルにも適用して、その有効性を確証していく。

今後の研究の推進方策

今年度も高エネルギー加速器研究機構において、in vitroでXCFI-CT実験を行う予定である。得られたデータに対して、提案手法を適用し、有効性を確証する。本年度は、リウマチを薬剤によって発症させたラットの前足を予定している。これらのサンプルは、すでにホルマリンで固定されており、撮像実験の折にはすぐに用いることが可能な状態である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Massachusetts General Hospital
  • [雑誌論文] Limited View Reconstruction for Differential Phase-Contrast Computed Tomography2015

    • 著者名/発表者名
      N. Sunaguchi, T. Yuasa, F. Sun, R. Gupta, and M. Ando
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 23 ページ: 9717-9729

    • DOI

      10.1364/OE.23.009717

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An iterative image reconstruction for differential x-ray phase-contrast computed tomography2015

    • 著者名/発表者名
      F. Sun, P. Babyn, T. Yuasa, M. Zhang, F. Qin, N. Sunaguchi, K. A. Wahid, M. Ando
    • 雑誌名

      Journal of Fiber Bioengineering and Informatics

      巻: 8 ページ: 521-528

    • DOI

      10.3993/jfbim00125

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In vitro validation of an artefact suppression algorithm in x-ray phase-contrast computed tomography2015

    • 著者名/発表者名
      N. Sunaguchi, T. Yuasa, S. Hirano, R. Gupta, M. Ando
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 10 ページ: e0122347

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0135654

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An efficient reconstruction algorithm for differential phase-contrast tomographic images from a limited number of views2015

    • 著者名/発表者名
      N. Sunaguchi, T. Yuasa, R. Gupta, M. Ando
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 ページ: 253701

    • DOI

      10.1063/1.4938211

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 3D evaluation of the lamina cribrosa with swept-source optical coherence tomography in normal tension glaucoma2015

    • 著者名/発表者名
      K. Omodaka, T. Horii, S. Takahashi, A. Matsumoto, Y. Shiga, K. Maruyama, T. Yuasa, M. Akiba, T. Nakazawa
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 10 ページ: e0122347

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0122347

    • 査読あり
  • [学会発表] (1)Reconstruction algorithm through Laplacian image in x-ray differential phase-contrast computed tomography2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yuasa, N. Sunaguchi, M. Ando
    • 学会等名
      36th PIERS (Progress in Electromagnetics Research Symposium)
    • 発表場所
      TOP HOTEL Prague プラハ(チェコ)
    • 年月日
      2015-07-06 – 2015-07-09
    • 国際学会
  • [学会発表] EM-TV reconstruction algorithm for pinhole-type fluorescent X-ray computed tomography2015

    • 著者名/発表者名
      Tenta Sasaya, Dai Aoki, Tetsuya Yuasa, Naoki Sunaguchi, Kazuyuki Hyodo, Tsutomu Zeniya
    • 学会等名
      10th Asian Control Conference
    • 発表場所
      SUTERA HARBOUR RESORT コタキナバル(マレーシア)
    • 年月日
      2015-05-31 – 2015-06-03
    • 国際学会
  • [備考] 山形大学研究者情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/search?m=affiliation&l=ja&s=1&p=19&a2=0000012&o=affiliation

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-24  

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