PIXE-CTにおけるSTIM-CTとML-EMを用いた濃度補正の効果

Effectiveness of concentration correction using STIM-CT and ML-EM in PIXE-CT

佐藤 隆博; 江夏 昌志; 加田 渉; 横山 彰人; 大久保 猛; 山崎 明義; 石井 保行; 神谷 富裕

Sato, Takahiro; Koka, Masashi; Kada, Wataru; Yokoyama, Akihito; Okubo, Takeru; Yamazaki, Akiyoshi; Ishii, Yasuyuki; Kamiya, Tomihiro

PIXE(particle induced X-ray emission)-CT(computed tomography)の空間分解能の向上のために、ML-EM(maximum likelihood expectation maximization)を用いる場合、入射ビームのエネルギー減弱や試料中のX線の吸収補正をすることが必要と考えられる。われわれは、STIM-(scanning transmission ion microscopy)-CTの測定結果から、画素ごとにビームエネルギーとX線の吸収を考慮しX線の検出確率を補正する方法を開発した。今回その補正の効果を検証するために、一般的な生体と同程度の密度で、サイズが100m以下のタンパク質中にリン(P)と鉛(Pb)を微量に含む数値ファントムを作製した。その数値ファントムを実際のPIXE/STIM-CTと同程度の9ずつ回転させた投影像を用いて、入射したイオンビームのエネルギー減弱及びX線の発生と吸収からX線の検出確率を計算し画像再構成を行った。その結果、Pなどの軽元素の場合、補正なしでは試料の外周で分布が強調されるが、補正することでその強調がなくなり、最初に仮定した数値ファントムに近い再構成画像が得られた。また、Pbなどの重元素では試料の外周での分布の強調は見られなかった。これらの結果から、PIXE-CTにML-EMを用いてPなどの軽元素の分布を得る場合、われわれが開発した補正法が有用であることが示された。

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