放射光シートビームを用いた蛍光X線CT再構成の基礎的検討

同步辐射片束荧光X射线CT重建的基础研究

• 批准号: 09780789
• 负责人: 湯浅 哲也
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780789/
• 关键词: 放射光; X線; コンピューテッド・トモグラフィ(CT); 蛍光; 再構成アルゴリズム; 蛍光X線; CT

診断の精度を上げるためには,器官や組織の形態に関する情報のみでなく,その機能情報を取得することが必要である.現在,機能イメージング法として実用化されているものに,SPECT(Single Photon Emission CT)やPET(Psitron Emission Tomography)などがあるが,これらの空間分解能はそれぞれ約8mm,4mmと臓器のサイズに対して必ずしも十分ではない.これに対して,我々が開発を進めている蛍光X線CTは少なくとも1mmの高空間分解能を達成できることを物理ファントムと摘出された生体組織を用いた基礎実験で確認してきた.科研費受領期間中は,より良好な再構成画像を得るための再構成アルゴリズムの開発と再構成に要する計算コストを削減するための高速計算手続きに関する研究に重点をおいた.前者においては,測定過程を厳密に解析したのち,測定方程式を離散化することで代数計算に持ち込み,特異値分解により解を得るというアルゴリズムを導出した.後者については,上で得られた行列計算に現れる重み行列が大規模疎行列であることに着目して,不必要な計算機メモリと演算回数を削減するデータ構造を案出した.これにより,直接代数計算を行う方法の約50倍の速さで計算することが可能となった.さらに,高エネ研で取得された実データに対してこれらの方法を適用してその有効性を確認した.今後は入射ビームを絞ることにより,さらなる高空間分解能(100μm)画像化システムの開発を目指す.

Precision の diagnosis on を げ る た め に は, organ の や organization form に masato す る intelligence の み で な く, そ の function intelligence を obtain す る こ と が necessary で あ る. Now, functional イ メ ー ジ ン グ method と し て be in turn さ れ て い る も の に, SPECT (Single Photon Emission computed tomography (CT)) や PET (Psitron Emission Tomography) な ど が あ る が, こ れ ら の space decomposition can は そ れ ぞ れ about 8 mm, 4 mm と viscera の サ イ ズ に し seaborne て will ず し も very で は な い. こ れ に し seaborne て, I 々 が open 発 を into め て い る 蛍 light less X-ray CT は な く と も 1 mm high の space decomposition can reach で を き る こ と を physical フ ァ ン ト ム と pick The された body tissue を was confirmed by the で た basic experiment で to て て た た た た. は KeYanFei during receiving, よ り な to constitute a good portrait を have る た め の reconstitution ア ル ゴ リ ズ ム の open 発 と constitute に again to す る computing コ ス ト を cut す る た め の supercomputing hand 続 き に masato す に る research key を お い た. The former に お い て は, measurement process を 厳 dense に parsing し た の ち, determination of the equation を discretization す る こ と で algebra calculation に hold ち 込 み, specific numerical decomposition に よ を り solution to る と い う ア ル ゴ リ ズ ム を export し た. The latter に つ い て は, on で ら れ た ranks calculation に now れ る heavy み procession が large-scale 疎 marches で あ る こ と に with mesh し て, unnecessary な computer メ モ リ と calculus back several を cut す る デ ー タ tectonic を case out し た. こ れ に よ り, direct line algebra calculation を う の about 50 times の speed さ で calculation す る こ と が may と な っ た. さ ら に, high エ ネ research で obtain さ れ た be デ ー タ に し seaborne て こ れ ら の way を applicable し て そ の have sharper sex を confirm し た. In the future, the ビ incident ビ ムを ムを is turned to る <s:1> とによ,さらなる high space decomposition energy (100μm) profiling システム <s:1> is developed to を aim at す.

项目成果

T.Yuasa, T.Takeda, T.Akatsuka, et al.: "Medical Applications of Synchrotron Rediation" Springer-Verlag, 4 (1998)

T.Yuasa、T.Takeda、T.Akatsuka 等人：“同步加速器辐射的医学应用”Springer-Verlag，4 (1998)

T.Yuasa, M.Akiba, T.Takeda, T.Akatsuka, et al.: "Reconstruation Method for Fluorescent X-Ray Computed Tomography by Least Squares Method Using Singular Valus Decomposition" IEEE Transactions on Nuclear Science. Vol.44. 54-62 (1997)

T.Yuasa、M.Akiba、T.Takeda、T.Akatsuka 等人：“使用奇异值分解的最小二乘法重建荧光 X 射线计算机断层扫描方法”IEEE Transactions on Nuclear Science。

T.Yuasa, T.Takeda, T.Akatsuka, et al.: "Fast Algorithm for Fluorescent X-Ray CT Reconstruotion" Proc.of International Conference IEEE/EMBS. 863-866 (1997)

T.Yuasa、T.Takeda、T.Akatsuka 等人：“荧光 X 射线 CT 重建的快速算法”Proc.of 国际会议 IEEE/EMBS。

秋葉, 湯浅, 武田, 赤塚 他: "放射光を用いた極微量標的物質描画のための蛍光X線CT" 医用電子と生体工学. Vol.35. 303-312 (1997)

Akiba、Yuasa、Takeda、Akatsuka 等人：“利用同步加速器辐射对超痕量目标物质进行成像的荧光 X 射线 CT”《医疗电子与生物工程》第 35 卷，303-312（1997 年）。

M.Kazama, T.Yuasa, T.Takeda, T.Akatsuka, et al.: "Performance Study of Menochromatic Synchrotron X-Ray Computed Tomography Using a Linear Array Detector" Medical Imaging Technology. Vol.15. 615-624 (1997)

M.Kazama、T.Yuasa、T.Takeda、T.Akatsuka 等人：“使用线性阵列探测器进行同色同步加速器 X 射线计算机断层扫描的性能研究”医学成像技术。