2023 Fiscal Year Annual Research 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, シニアフェロー (60201729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳永 千穂 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (30451701)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 放射光微小血管造影法 / 放射光単色X線 / 非対称反射X線光学素子 / 放射光白色X線 / 縦偏光放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、放射光単色Ｘ線による微小血管造影システムを用いた対象臓器・対象疾患に関してさらに高精度の評価を実施するために、より最適な物理的特性を持つＸ線光学素子に関する知見を得ることが目的である。今年度は、昨年度に引き続いて、個々の研究目的に対して十分な単色Ｘ線強度と広いＸ線照射野を持つ放射光微小血管造影システム開発に関する基礎的検討を縦長・縦偏光放射光が得られる放射光実験施設の実験ステーションにて最新のＸ線検出器（CMOS検出器）を用いて実施した。縦長・縦偏光放射光を利用することでＸ線光学素子、試料、検出器を同一平面上に設置できる利点がある。従来から使用してきたＸ線光学素子を複数枚用いるイメージングシステムに対して放射光白色Ｘ線と表面をメカノケミカル研磨した非対称Ｘ線光学素子１枚（シリコン結晶）を利用するイメージングシステムに変更して、得られる単色Ｘ線画像に関する物理的観点、医学的観点からの評価を実施した。このために放射光実験ステーションに散乱Ｘ線を防ぐための鉛板で囲んだシールドボックス内に水冷機構を備える分光光学系を設置した。放射光利用実験により、得られる単色Ｘ線画像の空間分解能、照射面積、Ｘ線強度を定量的に評価するとともに小動物を用いて心臓、肺臓、腎臓などの血管系機序や病態に関する評価が可能であることを実証できた。またさらに、より大きな積分反射強度を持つ単色Ｘ線を得ることができる結晶表面をSiC塗粒で研磨した非対称Ｘ線光学素子１枚（シリコン結晶）を利用することに関して、得られる画像の空間分解能、照射面積、Ｘ線強度を定量的に評価した。表面研磨した結晶を用いる場合はＸ線画像の空間分解能劣化が生じるものの単色Ｘ線強度を一桁程度向上させることができるので、表面状態の異なる非対称Ｘ線光学素子を研究目的に応じて利用することに関する具体的な知見を得ることができた。
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