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

基本信息

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

项目摘要

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。

我们开发了三维荧光X射线计算机断层扫描（CT），它利用X射线激发的特定物质发出的荧光，作为一种无需使用放射性同位素即可获得类似功能图像的设备。以往，对于CT，人们认为整个被检体必须包含在视野内，但是对于荧光X射线CT，人们认为如果视野大小与X射线照射的面积相匹配，则可以将可以准确地对局部区域进行成像。这时如果近距离使用针孔准直仪，可以通过放大图像来大幅度提高分辨率。在本研究中，我们将利用小孔准直器构建荧光X射线CT的局部放大成像系统，并匹配视场尺寸和光束尺寸，并通过模拟和实验阐明其可行性。今年，我们为辐射测量蒙特卡罗模拟软件（Geant4）搭建了运行环境，并使用Geant4创建了模拟荧光X射线CT系统的程序。进行模拟时，改变针孔准直器和探测器的位置以及光束尺寸以扩大局部区域，并使光束尺寸与物体尺寸和视场尺寸相同。对获得的荧光X射线投影数据进行图像重建的结果是，当光束尺寸与物体尺寸相同时，在CT图像上看到截断效应，但当光束尺寸小于物体尺寸时，截断效应被抑制。与原来的视野大小相同。模拟表明，荧光 X 射线 CT 即使在放大局部区域时也能提供准确的图像。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
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
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
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
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
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

Deep Image Priorを用いた脳SPECT画像の画質改善の検討

利用 Deep Image Prior 改善脑部 SPECT 图像图像质量的研究

DOI：
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
影响因子：
0
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
通讯作者：
矢部暁登，松原佳亮，越野一博，渡部浩司，湯浅哲也，銭谷　勉

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通讯作者：
山内美穂