2016 Fiscal Year Research-status Report
X線管を用いたアナライザ法による屈折コントラスト-トモシンセシス装置の開発
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16K01369
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
島雄 大介 北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (20404907)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 斉 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (90285057)
砂口 尚輝 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (60536481)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 医用画像 / X線管 / 屈折コントラスト / トモシンセシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の初年度にあたる平成28年度は、「工業用X線発生装置によるX線光学系と撮影システムの構築」を目指した。
当初の計画では、放射光施設で導入実績のあるモノクロメータとアナライザからなるX線光学系を茨城県立医療大学の工業用X線発生装置室に完全に移築することを計画したが、当該工業用X線管からの特性X線を連続X線から分離するモノクロメータの移築までに留まった。
このモノクロメータの移築にあたっては、各種のスペーサを作製することで、これまで放射光施設で使用してきた自動回転ステージ、モノクロメータホルダ、モノクロメータをそのまま使用することが可能であった。
当該年度では、全3回の実験を茨城県立医療大学で行い、研究分担者が自作したPINフォトダイオードによるX線検出器と増幅器を利用した測定装置を利用して、モノクロメータの動作チェックを行った。モノクロメータはシリコン単結晶の（220）対称反射を利用するものとした。工業用X線管装置のターゲットをモリブデンに設定して、17.4 keVの特性X線（Kα）を抽出した。この時のブラッグ角は10.7°となる。管電圧を40 kV、管電流を8 mAとした場合、バックグラウンドのほぼ6倍となる反射X線強度を得ることができた。この反射X線をイメージングに利用するには、さらなる強度を要することになる。そこで次年度は、管電圧と管電流の最適化に加え、モノクロメータとして非対称反射結晶を利用することを新たに計画することとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定では、これまでの研究で使用していたX線光学系素子（シリコン単結晶製のモノクロメータとアナライザ）を茨城県立医療大学の工業用X線発生装置室に移管し、大まかな撮影システムの構築を目指していた。しかし、想定よりもモノクロメータからの反射X線強度が弱く、高感度のX線検出器を新たに準備することが必要となった。このため初年度はモノクロメータの設置と反射X線強度の測定までに留まることとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の結果から、想定より反射X線強度が数桁低いことが判明した。初年度は、より高感度なX線検出器を利用することにより反射X線強度を測定したが、イメージングにつなげるには本質的な解決とはなっていない。今後は、反射X線強度自体を強める手法、例えば、管電圧と管電流を上げる、さらにはモノクロメータを初年度に利用した対称反射結晶から非対称反射結晶への変更等を導入してみる予定である。
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| Causes of Carryover |
初年度は、モノクロメータからの反射X線強度が当初想定していたものより弱かったため、モノクロメータの整備までに留まり、さらに下流部分のアナライザの設置には至らなかった。そのため、アナライザの調整のための自動ステージ等の整備が翌年度に持ち越されることになり、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度に持ち越しとなったアナライザの調整のための自動ステージ等の整備を次年度使用額で確実に進めるとともに、従来の計画通り、X線CCDカメラ制御用のノートPCの整備、実験遂行のための旅費等に関して翌年度として申請した助成金で当該研究を遂行する計画である。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Dark-Field Imaging: Recent developments and potential clinical2016
Author(s)
M. Ando, N. Sunaguchi , D. Shimao, A. Pan, T. Yuasa , K. Mori, Y. Suzuki, G. Jin, J. K. Kim, J. H. Lim, S. J. Seo, S. Ichihara, N. Ohura, R. Gupta
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Journal Title
Physica Medica
Volume: 32
Pages: 1801-1812
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Recent Attempt at Achieving Higher Spatial Resolution in X-ray Dark-Field Imaging for Histo-Pathological Applications2016
Author(s)
M. Ando, N. Sunaguchi, D. Shimao, T. Yuasa, K. Mori, Y. Suzuki, G. Jin, J. K. Kim, S. J. Seo, S. Ichihara, N. Ohura, R. Gupta, J. H. Lim
Organizer
The 11th Asian Meeting on Synchrotron Radiation Biomedical Imaging
Place of Presentation
PyeongChang, Korea
Year and Date
2016-10-07 – 2016-10-10
Int'l Joint Research
