多波長X線画像計測に関するナノメートル電磁波の生体分光および散乱特性の研究

多波长X射线图像测量纳米电磁波生物光谱及散射特性研究

• 批准号: 17032010
• 负责人: 宮崎 保光
• 金额: $ 3.01万
• 依托单位: Aichi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17032010/
• 关键词: 放射線、X線、粒子線; 画像、文章、音声等認識; 生体生命情報学; スマートセンサ情報システム; ナノバイオ

X線画像診断では、X線透過波強度による画像情報に関するX線分光・散乱特性を明らかにすることにより、詳細な生体情報が得られる。X線画像診断による新しい生理現象の解明方法の確立、および散乱雑音特性の検討により画像診断の精度向上を目的として、これまで殆んど検討されていないX線の生体組織における分光特性、散乱・透過特性の波長依存性、角度分布特性について検討を行った。透過X線より散乱効果をフィルタ分離し、吸収効果の情報を求めるための導波路型グリッドアレイを提案し、その特性を理論的に検討した。1.生体組織の統計電磁界理論およびコンピュータシミュレーションによる検討(宮崎、後藤、高橋)ランダムな生体組織中における、X線ビームの透過、散乱、吸収特性を統計散乱理論で解析した。X線の多重散乱、散乱角度特性を検討し、有限差分時間領域(FDTD)法と、妥当性を比較検討した。さらに、広領域における散乱拡散理論を検討し、FDTD法で解析するための、グリッドコンピュータによる並列計算を示した。2.多波長X線画像の信号、雑音特性の検討(宮崎、黄)生体組織中のX線の多重散乱による軸方向画像信号、散乱雑音特性、側面横方向の散乱特性を明らかにするため、X線多波長の依存性について電磁界統計理論およびコンピュータシミュレーションにより検討した。3.多波長X線分光特性および散乱特性の実験的検討軟X線発生装置およびX線CCDカメラを用いたX線画像計測システムを構築し、骨による透過・散乱波の実験的検討を行い、理論と比較した。4.導波路型空間グリッドフィルタの設計理論および多波長X線画像診断システムの検討(宮崎、後藤、高橋、黄)吸収効果を含む透過波を散乱波と分離し、高精度のX線画像診断を可能とするX線吸収性金属クラッド構成の導波路型グリッド空間フィルタを電磁界の導波路モード理論により、最適設計を求めた。X線画像診断において、受光X線画像の信号処理を向上するため、散乱波の空間フィルタ特性を基礎とした、画像処理システムの改善を検討した。本研究により、生体媒質中のX線の透過散乱特性を用いた、より精度のよいX線画像診断を発展させるために必要な散乱、波長分光特性が示され、生体画像システムの最適設計の基礎が与えられた。

X-ray picture diagnosis で は, X-ray through wave intensity に よ る portrait intelligence に masato す る X-ray spectroscopic, scattered characteristics を Ming ら か に す る こ と に よ り, detailed な raw intelligence が ら れ る. X-ray picture diagnosis に よ る new し い physiological phenomena の interpret method establishment or お の よ び scattered 雑 sound features の beg に 検 よ り portrait diagnosis accuracy upward を の と し て, こ れ ま で perilous ん ど beg さ 検 れ て い な い X-ray の living body tissue に お け る spectral characteristics, scattered through の wavelength dependence, the Angle distribution characteristics に つ い て 検 line for を っ た. Through X-ray よ り scattered unseen fruit を フ ィ ル タ separation し, suck 収 unseen fruit の intelligence を o め る た め の way guided wave type グ リ ッ ド ア レ イ を proposal し, そ の を theory features に beg し 検 た. 1. Living body tissue の statistical theory of electromagnetic field お よ び コ ン ピ ュ ー タ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る 検 please (miyazaki, gotoh, takahashi) ラ ン ダ ム な living body tissues に お け る, X-ray ビ ー ム の through, scattered scattered, suck the character 収 を statistics theory analytical し で た. The characteristics of X-ray multiple dispersion and dispersion angles を検 discuss を検, the finite difference time domain (FDTD) method と, and the comparison of appropriateness を検 discuss た. さ ら に, hiroo に お け る scattered scattered theory を company, beg し 検, FDTD method で す る た め の, グ リ ッ ド コ ン ピ ュ ー タ に よ る parallel computing を shown し た. 2. The wavelength multiplexing X-ray portrait の signal and sound 雑 characteristics の 検 beg (miyazaki, yellow) living body tissues の multiple scattered X-ray の に よ る axis picture signal and sound messy 雑 の is messy, lateral horizontal direction characteristic を Ming ら か に す る た め の, X-ray wavelength dependence に つ い て electromagnetic field statistical theory お よ び コ ン ピ ュ ー タ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り beg し 検 Youdaoplaceholder0. 3. The multiwavelength X-ray spectroscopic characteristics お よ び scattered characteristics の be 験 検 for soft X-ray 発 raw device お よ び X-ray CCD カ メ ラ を with い た X-ray picture measuring シ ス テ ム を build し, bone に よ る through, scattered wave の be 験 と beg を 検 い, theory of comparative し た. 4. The guided wave type road space グ リ ッ ド フ ィ ル タ の design theory お よ び multiwavelength portrait X-ray diagnosis シ ス テ ム の 検 please (miyazaki, gotoh, takahashi, yellow) suction 収 unseen fruit contains を む through wave を scattered wave し と separation, high precision portrait の X-ray diagnosis can と を す る X-ray 収 absorption metal ク ラ ッ ド の guided wave type road グ リ ッ ド space フ ィ ル タ を electromagnetic field の The theory of the guided circuit モ モ ド ド によ and the optimal design を seek めた. X-ray picture diagnosis に お い て, by light X-ray portrait の signal 処 を upward す る た め, scattered wave の space フ ィ ル タ characteristic を と し た, portrait 処 シ ス テ ム の improve を beg し 検 た. This study に よ り, medium body の X-ray の through scattered characteristics を with い た, よ り precision の よ portrait い X-ray diagnosis を 発 exhibition さ せ る た め に necessary な scattered and wavelength spectral characteristics が さ れ portraits, living body シ ス テ ム の optimum design based が の and え ら れ た.

项目成果

Electromagnetic Characteristics of Grid Structures for Scattering Fields of Nano-meter Electromagnetic Waves and X-rays

纳米电磁波和X射线散射场网格结构的电磁特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.of Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2006), Tokyo, Japan
• 作者: N.Goto;Y.Miyazaki;Hiroaki Matsuura;T.Hirai;Y.Miyazaki
• 通讯作者: Y.Miyazaki

Analysis of Dispersion Characteristics in Photonic Crystal Consisting of Periodic Atoms for Nanometer Waveguides

纳米波导周期原子光子晶体色散特性分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.of Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2006), Tokyo, Japan
• 作者: Y.Miyazaki;N.Goto;T.Innami
• 通讯作者: T.Innami

医用画像診断におけるX線散乱および導波路型グリッドによる空間フィルタリング特性

医学图像诊断中波导网格的X射线散射与空间滤波特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第15回日本コンピュータ外科学会大会 第16回コンピュータ支援画像診断学会大会合同論文集
• 作者: 宮崎;高橋;後藤
• 通讯作者: 後藤

ナノメートルビーム電磁波の生体媒質における伝搬・散乱特性

纳米束电磁波在生物介质中的传播与散射特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電気学会電磁界理論研究会資料 EMT-05-77
• 作者: Tanaka;M.;et al.;H.Konishi;宮崎保光
• 通讯作者: 宮崎保光

多波長X線画像計測に関するナノメートル電磁波の生体分光および散乱特性の研究

多波长X射线图像测量纳米电磁波生物光谱及散射特性研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: 文部科学省 科学研究費補助金 特定領域研究「多次元医用画像の知的診断支援」第4回シンポジウム論文集
• 作者: 宮崎;黄;高橋;後藤
• 通讯作者: 後藤