逆投影法
連続法
- 非線形動的特性を積極的に利用した高速・高品質CT画像再構成法の開発
- 研究の特徴: CT (Computed Tomography) 逆問題から導かれた最小化問題を微分方程式系の求解問題に帰着させ，逐次法と同等の高品質な画像が得られる再構成法 (連続法) を提案しています．系は非線形微分方程式で記述され，アナログ電子回路実装により高速演算が可能です．実用化により，逆投影法を用いた場合よりも低被曝で高精細な画像を得ることができます．
- 特許登録: CT装置，CT装置における画像再構成方法，及び電子回路部品
- 代表論文:
- Continuous-time image reconstruction using differential equations for computed tomography
- Common Lyapunov Function Based on Kullback–Leibler Divergence for a Switched Nonlinear System
- Implementation of continuous-time image reconstruction system in analog electronic circuit
- Continuous-Time Image Reconstruction for Binary Tomography
- Continuous Analog of Accelerated OS-EM Algorithm for Computed Tomography
- Tomographic Image Reconstruction Based on Minimization of Symmetrized Kullback-Leibler Divergence
- Tomographic inverse problem with estimating missing projections
- 研究費補助: 高品質CT画像のための連続動的再構成法の開発
入力画像
分割画像
- 結合神経振動子系の同期現象を用いた動的画像領域分割法の開発
- 研究の特徴: 画像の動的領域分割を目的とした離散時間結合振動子系を研究室で開発しています．すなわち，各画素に対応した離散時間振動子が連結に基づき相互に結合したシステムを構成し，システムにみられる振動応答の時空パタンを利用して画像の領域分割と分割領域の時分割表現を同時に実現する方法です．システムの規模を縮約したモデルにみられる周期点の分岐パラメータを解析することにより，適切な領域分割を実現するパラメータを設計できることも大きな特長です．
- 特許出願: 動的画像領域分割方法，動的画像領域分割装置，および動的画像領域分割プログラム
- 代表論文:
- Discrete-time dynamic image segmentation system
- Reduced model of discrete-time dynamic image segmentation system and its bifurcation analysis
- FPGA Implementation of Discrete-Time Neuronal Network for Dynamic Image Segmentation
- Discrete-Time Dynamic Image-Segmentation System
- Identification of Target Image Regions Based on Bifurcations of a Fixed Point in a Discrete-Time Oscillator Network
- 研究費補助: 可塑的カオス・ニューロン結合系を用いたポスタリゼーション機能を持つ画像領域分割法
ファントム
線量分布図
- 非線形力学系理論に基づく強度変調放射線治療計画の設計法の開発
- 研究の特徴: 強度変調放射線治療 (IMRT) 計画は，放射線ビーム係数に関する目標関数の最適化問題に帰着されます．IMRT 最適化過程を力学系として定式化し，定性的分岐理論を用いて系にみられる解 (固定点や周期点) の解析を行っています．また，線形逆問題の解法として考案した連続法を IMRT 計画法に適用し，目標関数のヘッセ行列とその逆行列などを演算することなく効率的に結果が得られる方法も提案しています．
- 特許出願: 高速・高精度な強度変調放射線治療計画プログラム (未公開特許)
- 代表論文:
- Bifurcations in an Iterative Optimization Process for Intensity Modulated Radiation Therapy
- Continuous-Time Method and Its Discretization to Inverse Problem of Intensity-Modulated Radiation Therapy Treatment Planning
- Dose-volume constrained optimization in intensity-modulated radiation therapy treatment planning
- 研究費補助: 連続法を用いた新しい強度変調放射線治療計画法の開発 (～平成26年度)
- 研究費補助: 線量体積制約に基づき高精度・高速演算を実現する強度変調放射線治療計画法の開発 (平成27年度～平成29年度)
- 研究費補助: 非線形動的特性を積極的に活用した高精度強度変調放射線治療計画法の開発 (平成30年度～)
