2023 Fiscal Year Final Research Report

A new view of microangiography with high spatial resolution, high contrast resolution, and high time resolution using synchrotron radiation

Research Project

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Project/Area Number	20H03617
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	Tsukuba University of Technology
Principal Investigator	Matsushita Shonosuke 筑波技術大学, その他部局等, 名誉教授 (70359579)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松下訓順天堂大学, 医学部, 准教授 (20407315) 下條信威筑波大学, 医学医療系, 講師 (20462210) 塚田亨筑波大学, 附属病院, 病院助教 (20866850) 酒井俊筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (30282362) 平松祐司筑波大学, 医学医療系, 教授 (30302417) 徳永千穂埼玉医科大学, 心臓血管外科, 教授 (30451701) 坂本裕昭筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30611115) 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) 三好浩稔筑波大学, 医学医療系, 講師 (70292547)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	放射光 / 血管造影 / 腎臓 / 冠動脈 / 腫瘍内血管 / 敗血症 / 糸球体 / 細動脈
Outline of Final Research Achievements	Technical Aspects：(1) By introducing high performance receiver, high spatial resolution (5.5 micrometer) and high density resolution (1:15000) were obtained. (2) Improvement of synchrotron radiation light source, which was established by combination of white light and newly designed asymmetric Si crystal covered by multi-layer film, made it possible to increase photon density (1.3 times) and enlarge the visual field (2.7 times). Examination of microcirculation in rat：(1) Renal angiography: All arterial system in kidney was visualized from renal artery to afferent arteriole (35 micrometer) , and it reach to single glomerulus. Concentration of contrast material in single glomerulus was able to measure with time. (2) Coronary angiography: microvessel (25 micrometer) can be visualized. It was applied to detect the microthrombus in coronary circulation. (3) Intratumoral angiography: Microvessels inside the tumor was visualized. MVD (microvascular density) of the tumor can be estimated.
Free Research Field	心臓血管外科
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	放射光を用いた微小血管造影では、心臓、腎臓においてそれぞれ25μm、35μmまでの血管が可視化できた。心臓の冠微小循環の可視化は、未だ理解が不十分である微小循環障害や微小血栓の診断と病態解明に役立つ。また、腎臓における１糸球体とその輸入細動脈の可視化は、腎臓の糸球体病変を１糸球体のレベルから解釈し直すことを可能とする。臨床応用に向かえば、新しい診断ツールとなることが期待される。また、腫瘍内血管の微小血管密度（MVD）は悪性度と転移性に関連しているとされる。MVDの検出は腫瘍の非侵襲的悪性度の検出に応用できる。