Locally magnified ultra-high resolution in vivo molecular function imaging in 3D X-ray fluorescence CT

3D X 射线荧光 CT 中局部放大超高分辨率体内分子功能成像

• 批准号: 22K19501
• 负责人: 銭谷 勉
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19501/
• 关键词: 分子機能画像; 蛍光X線; CT; 超高解像度; ピンホールコリメータ

我々は、放射線同位元素を使用せずに、同様の機能画像が得られる装置として、X線で励起した特定の物質からの蛍光を利用する３次元蛍光X線CT(Computed Tomography)を開発してきた。従来、CTでは被写体全体を視野内に含む必要があるとされていたが、蛍光X線CTで、視野サイズとX線の照射領域を一致させれば、局所領域を正確に画像化できると考えられる。このとき、ピンホールコリメータを近接使用すれば、拡大撮像により解像度を大幅に改善できる。本研究では、ピンホールコリメータを用いた蛍光X線CTで、視野サイズとビームサイズを一致させた局所領域拡大撮像システムを構築し、シミュレーションと実験によりその可能性を明らかにする。本年度は、放射線計測用モンテカルロシミュレーションソフトウェア(Geant4)の動作環境を構築し、Geant4で蛍光X線CTシステムをシミュレーションするプログラムを作成した。ピンホールコリメータと検出器の位置、およびビームサイズを変更させ、局所領域を拡大した幾何学で、ビームサイズを被写体サイズと同じにした場合と視野サイズと同じにした場合でシミュレーションを行った。得られた蛍光X線投影データを画像再構成した結果、ビームサイズが被写体サイズと同じ場合CT画像にトランケーションの影響が見られたが、ビームサイズを視野サイズと同じにした場合トランケーションの影響は抑制されていた。シミュレーションによって蛍光X線CTでは局所領域を拡大撮像しても正確な画像が得られる可能性が示された。

I 々 は, radioactive isotopic elements を use せ ず に, with others in portrait が の function to ら れ る device と し て, X-ray で wound up し た specific の material か ら の 蛍 を light using す る 3 dimensional 蛍 light X-ray CT (Computed Tomography) を open 発 し て き た. 従, CT で は written body within all を vision contains に む necessary が あ る と さ れ て い た が, X-ray CT で 蛍 light, vision サ イ ズ と X-ray の brachytherapy を consistent さ せ れ ば を に portrait right, bureau fields で き る と exam え ら れ る. こ の と き, ピ ン ホ ー ル コ リ メ ー タ を nearly by using す れ ば, big company, pinch of like に よ り resolution を に significantly improve で き る. This study で は, ピ ン ホ ー ル コ リ メ ー タ を with い た 蛍 X-ray CT で, light vision サ イ ズ と ビ ー ム サ イ ズ を consistent さ せ た areas by the company, like pinch of シ ス テ ム を constructing し, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と be 験 に よ り そ の possibility を Ming ら か に す る. は this year, radiation measuring モ ン テ カ ル ロ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン ソ フ ト ウ ェ ア (Geant4) の movement environment を constructing し, Geant4 で 蛍 light X-ray CT シ ス テ ム を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン す る プ ロ グ ラ ム を made し た. ピ ン ホ ー ル コ リ メ ー タ と 検 extractor の location, お よ び ビ ー ム サ イ ズ を - more さ せ, bureau を company, big し で た geometry, ビ ー ム サ イ ズ を written body サ イ ズ と with じ に し た occasions と vision サ イ ズ と with じ に し た occasions で シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. Have ら れ た 蛍 X-ray projection light デ ー タ を portraits to constitute し た results, ビ ー ム サ イ ズ が written body サ イ ズ と じ occasions with CT picture に ト ラ ン ケ ー シ ョ ン の influence が see ら れ た が, ビ ー ム サ イ ズ を vision サ イ ズ と with じ に し た occasions ト ラ ン ケ ー シ ョ ン の affect は inhibit さ れ て い た. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て 蛍 light X-ray CT で は を bureau field company, like pinch of し て も な portrait right が have ら れ が る possibility in さ れ た.

项目成果

Deep Image Priorを用いた画像再構成による蛍光X線CTの画質改善

使用 Deep Image Prior 进行图像重建，提高荧光 X 射线 CT 的图像质量

• 发表时间: 2023
• 期刊: 令和4年度第7回情報処理学会東北支部研究報告
• 作者: Okiyama Naoko;Tanaka Ryota;對馬結太，松岡将宏，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉
• 通讯作者: 對馬結太，松岡将宏，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉

Deep Image Priorを用いた蛍光X線CTの画質改善

使用 Deep Image Prior 提高荧光 X 射线 CT 的图像质量

• 发表时间: 2023
• 作者: 對馬結太;松岡将宏;笹谷典太;砂口尚輝;河嶋秀和;兵藤一行;湯浅哲也;銭谷勉
• 通讯作者: 銭谷勉

Deep Image Priorによる骨SPECT画像の画質改善

使用 Deep Image Prior 提高骨 SPECT 图像的图像质量

• 发表时间: 2023
• 期刊: 令和4年度第7回情報処理学会東北支部研究報告
• 作者: Okiyama Naoko;Tanaka Ryota;對馬結太，松岡将宏，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;工藤日菜子，對馬結太，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;矢部暁登，松原佳亮，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，銭谷 勉;相田雄輝，矢部暁登，松原佳亮，細川翔太，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，高橋康幸，銭谷 勉
• 通讯作者: 相田雄輝，矢部暁登，松原佳亮，細川翔太，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，高橋康幸，銭谷 勉

Deep Image Priorによる骨SPECT画像の画質改善の検討

利用 Deep Image Prior 提高骨 SPECT 图像图像质量的研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Okiyama Naoko;Tanaka Ryota;對馬結太，松岡将宏，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;工藤日菜子，對馬結太，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;矢部暁登，松原佳亮，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，銭谷 勉;相田雄輝，矢部暁登，松原佳亮，細川翔太，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，高橋康幸，銭谷 勉;對馬結太，松岡将宏，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;矢部暁登，松原佳亮，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，銭谷 勉;對馬結太，松岡将宏，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;工藤日菜子，對馬結太，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;相田雄輝，矢部暁登，松原佳亮，細川翔太，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，高橋康幸，銭谷 勉
• 通讯作者: 相田雄輝，矢部暁登，松原佳亮，細川翔太，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，高橋康幸，銭谷 勉

蛍光X線の吸収補正法の検討

荧光X射线吸收校正方法的检验

• 发表时间: 2023
• 期刊: 令和4年度第7回情報処理学会東北支部研究報告
• 作者: Okiyama Naoko;Tanaka Ryota;對馬結太，松岡将宏，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉;工藤日菜子，對馬結太，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉
• 通讯作者: 工藤日菜子，對馬結太，笹谷典太，砂口尚輝，河嶋秀和，兵藤一行，湯浅哲也，銭谷 勉