新しい3次元CTの構成方式に関する研究

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高速に高分解能の3次元画像が生成可能な新しい3次元CTの構成方式として、コーンビーム方式を取り上げ以下の研究行った。1.コーンビーム方式による投影データから3次元画像を生成するための画像再構成の数学的理論を検討した。まず、文献調査を行いこの問題に関する最近の進歩を調査した。次に、筆者ら独自の3次元ランド変換と呼ばれる積分変換とコーンビーム方式による投影データの関係を利用した画像再構成法を導出した。更に、数学的に正しい再構成が可能なX線源の軌道の条件として、従来の研究で報告されているものと比較して格段に優れた結果を得た。この新しい軌道の条件を用いることにより、従来のX線源の軌道と比較して簡単に厳密な3次元画像を生成することが可能となることが示された。2.新しく開発した画像再構成法とX線源軌道の条件の有効性を示すため、計算機シミュレーションを行った。計算機上で人体を模擬した3次元ファントムを作成し、この再構成を行い数値誤差・空間分解能・濃度解析能・ア-ティファクトの4点から画像再構成法を評価した。その結果、同じ目的に対する従来の方法と比較して提案する画像再構成法が優れていることが明らかになった。また、新しいX線源軌道の条件を用いることにより、従来と比較して簡単に数学的に厳密な3次元画像の生成が可能となった。3.X線データを用いた基礎実験を行った。人工的なファントムとX線源の走査を模擬する簡単な装置を作成し、高エネルギー物理学研究所のX線装置を用いてデータ収集を行った。このデータを再構成処理した結果、ファントムのおおまかな構造は再構成できたが微細部分まで正確に再構成するには至らなかった。