2020 Fiscal Year Research-status Report
Fundamental study on improvement of micro-angiography system using synchrotron radiation
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19K08136
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
兵藤 一行 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60201729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳永 千穂 埼玉医科大学, 医学部, 講師 (30451701)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 放射光X線イメージング / 微小血管造影システム / 微小血管造影検査 / 放射光医学応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Ｘ線イメージング検出器開発動向や放射光加速器の開発動向を考慮しながら、将来の微小血管造影検査の臨床応用も考慮した放射光単色Ｘ線による微小血管造影検査に最適なＸ線光学素子開発に関する知見を得ることを目的としている。今年度は、最適なＸ線光学素子の物理的特性を検討するための放射光利用予備実験を従来から本研究等に使用してきたＸ線イメージング検出器（CCD検出器）とともに、得られるＸ線画像の空間分解能、時間分解能が優れる最新のＸ線イメージング検出器（CMOS検出器）を試用して実施することができた。具体的には放射光微小血管造影システムの物理的特性（空間分解能、濃度分解能、時間分解能など）を定量的に評価するための各種ファントームを用いたシステム全体のＸ線エネルギー特性に関する評価実験、小動物や摘出生体試料を用いた医学的観点からのＸ線画像の画質評価実験を放射光単色Ｘ線により実施した。これらの実験的評価により、今後の研究推進に関して、特に高時間分解能を利用した血流の動的評価、血管系の機能評価に関して、有用な知見を得ることができた。Ｘ線エネルギー特性に関する評価実験でのＸ線エネルギー範囲は、被写体内Ｘ線吸収を画像コントラストとして表示する吸収コントラストイメージング法で描出する血管造影剤（ヨウ素が主成分）のヨウ素K吸収端上側のＸ線エネルギーである33 keVから37 keVとした。また、血管造影画像に関して目的とする情報抽出のための画像処理アルゴリズム、ソフトウェアの開発を昨年度に引き続き実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
微小血管造影検査に最適なＸ線光学素子の物理的パラメータ（Ｘ線エネルギー特性など）に関する重要な知見を最新のＸ線検出器を試用して実験的に得ることができるとともに得られたＸ線画像の画像解析により実験結果をより定量的に評価することができた。感染症対策のため、2020年5月から6月に予定されていた放射光加速器運転と実験を予定していた放射光ビームラインの運用がキャンセルとなったことで実験的な研究知見蓄積の一部が実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの実験結果と各種評価結果をもとにＸ線光学素子の試作と放射光を用いた評価実験を実施する予定である。共同研究を実施している研究グループが導入した最新のＸ線検出器を利用することもできるので、より実用的な評価実験が可能になると考えている。得られたＸ線画像から必要な情報を抽出するための画像処理アルゴリズム、ソフトウェアの開発および医学的観点からの画質評価は、引き続き、実施する。これらの結果を踏まえて、微小血管造影システムの物理的観点、医学的観点からの総合的評価を実施する。
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| Causes of Carryover |
感染症対策による放射光加速器運転および実験を予定していた放射光ビームライン運用の変更があったため、限られた実験時間で実施した評価実験結果の解析を慎重に実施してきた。今年度は微小血管造影検査システム関する追加評価実験も実施して、その結果を含めて総合的な評価を行い、より最適な光学素子の開発を実施する予定である。
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