2017 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of core technology for low-dose and multi-color X-ray CT system
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16H07266
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
有元 誠 金沢大学, 数物科学系, 助教 (40467014)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | スペクトラルCT / 集積回路 / フォトンカウンティング / 低被ばく化 / MPPC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度で実施したCT用集積回路(LSI)の性能評価をさらに詳細に進め、１６系列シンチレータアレーおよび MPPC(Multi-Pixel Photon Counter) アレーを組み合わせた１次元CTアレーを構築し、エネルギー分解能および高カウントレート耐久性の評価を実施した。その結果、スペクトラルCTを実現するに足るエネルギー分解能を達成しており、カウントレートに関しては~10 MHz/mm^2 を達成していることがわかった。このレートは、現行のX線CTでの~100 MHz/mm^2 に比べるとおよそ一桁低いものであるが、前年度に検証したスペクトラルCTによる低被ばく化の効果を考えると、十分許容される性能と思われる。
そして、このMPPC方式CTアレーを用いて、読み出しシステムを含むCTデータ取得システムを新たに構築し、多色３次元CTイメージの取得に初めて成功した。特に、アレーシステムにおいて、単ピクセルで得られた低被ばく化の性能と遜色ない結果を得ることができたことは特筆に値する。また本研究で開発したLSIは、光子を個別に検出するフォトンカウンティングモードに加え、電流値として積分するモードも実装されており、両方のモードを比較し暗電流成分が寄与しないフォトンカウンティングモードが最も優れた低被ばく化を実現できることを見出した。
さらに複数のエネルギー帯域でイメージを取ることで、複数の素材で構成されたファントム（ライターなど）の物質同定を行うことにも成功した。また内部構造まで３次元的に1 mm の精度でイメージングを行うことができており、今後の人体を模したファントムのイメージング試験に向けて、基盤となる評価結果を得ることができた。一方で、系列間でエネルギー閾値などの性能にばらつきがあり、今後はこれらを改良した補正機能を設けていくことでさらなる高精度CTイメージングを目指す。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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