Elucidation of magnetic particle dynamics and its application to medical imaging
| Project/Area Number |
20H00238
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
竹村 泰司 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30251763)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関口 康爾 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00525579)
吉田 敬 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (30380588)
大多 哲史 静岡大学, 工学部, 助教 (30774749)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥45,240,000 (Direct Cost: ¥34,800,000、Indirect Cost: ¥10,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
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| Keywords | 磁性ナノ粒子 / 磁化ダイナミクス / 磁気粒子イメージング / 磁気分画粒子 / 磁気光学効果 |
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| Outline of Research at the Start |
医用イメージングとは、既に病院で広く実用されているX線CTや磁気共鳴画像診断（MRI）に代表される、骨や臓器、腫瘍等を画像化する診断方法である。磁気粒子イメージングは、体内に選択的に集積させる磁性ナノ粒子を検出し、腫瘍の観察や血管造影などを被爆なく実現すると期待される。現在は小動物用の小型装置しか実用されていないが、本研究により人体全身サイズの画像診断をどのように行うかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、腫瘍等に集積させた磁性ナノ粒子を検出、画像化する磁気粒子イメージングの性能向上を目指した。磁気粒子イメージングを臨床実用するためには、磁性ナノ粒子の検出感度を向上させる必要がある。磁性ナノ粒子の交流磁界に対する応答である磁化ダイナミクスを解明することにより検出感度を向上させることが研究目的である。以下に得られた研究成果をまとめる。
(1) 結晶磁気異方性について：液中に分散若しくは固体中に固定させた磁性ナノ粒子の結晶軸を配向させることは困難である。そこで非磁性金属マトリクス（母材）に配向する単結晶強磁性ナノキューブを試料として、その結晶磁気異方性及び磁化ダイナミクスを解明した。【Molecules, 25, 3282, 2020.】
(2) 磁化容易軸の配向及び粒径に対する依存：磁性ナノ粒子を固体中に固定させる過程で、十分に強い静磁界を印加することにより、磁性ナノ粒子の磁化容易軸が配向する試料を作製した。他方、液中試料では磁化容易軸のダイナミクスが観測可能である。粒径依存は、磁気分画手法により粒径の異なる試料により評価した。交流磁化特性からイメージング感度との相関を明らかにした。【第44回日本磁気学会学術講演会、16aC-5、2020年12月16日】
(3) 粒子形状依存：磁性ナノ粒子の構造・形状として、シングルコア、マルチコア、ナノリングなどの試料を評価した。印加磁界の強度・周波数を最適化することによりマルチコア構造においてイメージング感度を向上できることを明らかにした。【第44回日本磁気学会学術講演会、16aC-1及び16aC-6、2020年12月16日】
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
