Locally magnified ultra-high resolution in vivo molecular function imaging in 3D X-ray fluorescence CT
| Project/Area Number |
22K19501
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 52:General internal medicine and related fields
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
銭谷 勉 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (50443487)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 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 |
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| Outline of Research at the Start |
放射性同位元素を使用せずに生体内機能を画像化する分子イメージング装置として、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CT(Computed Tomography)を開発している。本研究では、ピンホールコリメータを被写体に近接した拡大撮像システムを構築する。このとき、視野サイズとX線ビームサイズを一致させる。これにより、超高解像度画像が正確に得られることをシミュレーション、ファントム実験、動物実験で明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シミュレーションによる評価が不十分だった。また、コリメータ設計のためのシミュレーションを計画していたが、これらが未完である。それ以外は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗がやや遅れた原因はシミュレーションに時間がかかったためである。シミュレーション研究を推進するためにGPUの導入を検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
