Development of ultra super high resolution CT for fine anatomical structures of lung and bone
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21K07698
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
市川 勝弘 金沢大学, 保健学系, 教授 (40402630)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | CT装置 / 極超高解像度 / 解像特性 / 線量 / 検出器 / computed tomography / high resolution / Lung / Bone |
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| Outline of Research at the Start |
0.099 mmの微小素子と約10 cmの体軸方向カバレッジを持つX線検出器を用いて，回転中心換算で0.07～0.08mmの検出器サイズとなる，肺や体幹部内の骨に適用可能な極超高解像度CTを開発し，その性能を評価する．
初年度では，極超高解像度を有するCT装置を製作する．次年度ではファントムを用いた性能評価と装置の調整、及び健常者スキャンのための倫理申請を行う．その後，健常者の胸部と体幹部の骨（脊椎など）のスキャンを行い，放射線科医師による視覚評価により，細気管支，肺胞管，及び超局所的な肺動静脈やリンパ路の描出や，骨折の治癒過程や骨粗鬆症の進行の評価が可能かを検討する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度では，本課題での開発目的である肺および骨の微細構造を描出するための，検出器素子サイスが0.07mmとなる極超高解像度CTの装置の製作を行う予定であった．しかし，新型コロナウィルスのパンデミックの影響を受け，電子部品の海外からの供給が滞り，開発の途中段階で停滞した．ガントリを構成するアルミ部品，X線検出器，及び駆動モータは確保したが，回転制御基板，及びX線管装置の供給が得られなかった．そこで，X線管装置に所属施設の実験室のものを用い，固定ジオメトリで（CTに必須の回転機構を用いずに），どの程度の解像特性が得られるか実験を行った．焦点－回転中心間距離は通常CTと同等レベルの600 mmとし，回転中心－検出器間距離を240mmとして拡大率を1.4倍として，タングステンエッジを撮影した．なおX線焦点サイズは0.6mmであった．得られた画像データのエッジ部分プロファイルを微分して，線広がり関数を得て，それをフーリエ変換することで，modulation transfer function (MTF)を算出した．その結果，5%MTFは，約4.8 cycles/mmとなり，目標値である5 cycles/mmにほぼ近い値となった．設定した10mAの電流値における線量測定の結果からCTDIの推測値は約10mGyとなり，これも目標値にほぼ一致した．用いた焦点サイズは，納品予定のX線管と同等であることから，開発予定の装置において，0.1mmの極超高解像度が得られることの確信を得た．2022年度では，不足物品の供給を受け次第ただちに装置を制作し，予定に従い，MTFとノイズ特性であるnoise power spectrum (NPS)の測定からsignal-to-noise ratioを測定し，CT装置としての性能を検証する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナウィルスのパンデミックの影響を受け，海外からの部品供給が滞り，入手予定であった物品のうち，X線管装置と回転制御基板が供給されなかった．よって，装置の製作が途中で停滞した．
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| Strategy for Future Research Activity |
物品がすべて供給されたら，ただちに装置を製作しさらに性能試験を行い，極超高解像度に必要な性能が得られているか検証する．性能の状況次第によっては，ジオメトリの調整を行い，目的としている0.1mmの解像が得られる装置を完成させる．
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
