放射光を用いた螢光X線源の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06670928
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 豊福 不可依 九州大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (10117179)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神田 重信 九州大学, 歯学部, 教授 (20014003) ; 吉浦 一紀 九州大学, 歯学部, 講師 (20210643) ; 荒木 和之 九州大学, 歯学部, 講師 (50184271) ; 田中 武昌 九州大学, 歯学部, 助手 (30163538) ; 徳森 謙二 九州大学, 歯学部, 助手 (40253463)
• Keywords: 放射光 / 螢光X線 / K吸収端 / 造影剤 / エネルギー差分 / ターゲット / フィルター

Research Abstract

本研究は、種々のターゲット、フィルターを用いて、放射光により蛍光X線を発生させる方法を確立し、その基礎的特性を調べることを目的とする。高エネルギー物理学研究所AR(6.5GeV)を用いて実験を行い、種々のエネルギーの蛍光X線を発生させ、単色X線源としての特性を調べた。また、数種類の造影剤を含むファントムを撮像し、それらの差分像を得ることができた。以下に得られた成果を示す。
(A)蛍光X線源の開発
入射白色X線をコリメータによって1〜3mm径に絞り、ターゲットを励起して蛍光X線を発生させた。この蛍光X線について以下の特性を調べた。
(1)強度:電離箱によって測定したところ、入射ビームサイズが2mm径のとき、ターゲット中心から30cmの位置(照射野12cm径)において30〜70keV領域の蛍光X線量は2.2〜0.4mGy/min・mAと単調に減少した。これは光子数に換算すると6.2x10^5〜3.0x10^5photon/mm^2・sec・mAとなる。
(2)エネルギースペクトル:高純度Ge検出器、およびCdTe検出器使用して測定し、K_β除去フィルターの利用で、95%以上の純度が得られた。
(3)空間強度分布:イメージングプレート使用して測定したところ、均一性は極めて良く、周縁部で中心濃度の95%以上の均一性が得られた。
(4)ターゲット厚依存性:入手可能なフォイルを数枚重ねて0.2〜0.3mmの厚さにすれば強度が飽和することが確認された。
(B)単色X線イメージング
ヨード、バリウム、ガドリニウムの3種類の造影剤を含むファントムを、それぞれのK吸収端(33.17,37.41,50.23keV)の両側のエネルギーの蛍光X線でイメージングプレートにより撮像し、おのおのの造影剤の差分像を得た。また、ターゲットから90cmの位置(照射野28cm径)にイメージインテンシファイアををおき、バリウム造影剤を含むファントムの撮像に成功した。

Research Products

• [Publications] F.Toyofuku,K.Tokumori et al.: "Energy Subtraction Imaging Using Fluorescent X-rays generated by Synchrotron Radiation" Physics in Medicine and Biology. 399. 641- (1994)
• [Publications] F.Toyofuku,K.Tokumori et al.: "Development of a fluorescent X-ray source for medical imaging" Proc.of the International Conference Synchrotron Radiation Instrumeutation. BNL 60617. Tue53- (1994)
• [Publications] F.Toyofuku,K.Tokumori et al.: "Development of a fluorescent X-ray source for medical imaging" Review of Scientific Instruments. 印刷中. (1995)