2013 Fiscal Year Annual Research Report
多変量解析による成分分離ラジオグラフィを利用したＸ線コンピュータ断層撮影法の研究
| Project/Area Number |
24360394
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
神野 郁夫 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50234167)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯田 秀博 独立行政法人国立循環器病研究センター, その他部局等, その他 (30322720)
渡辺 賢一 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30324461)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | X線 / コンピュータ断層撮影 / エネルギー分解 / 多変量解析 / 低被曝 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
申請者が開発したtransXend検出器の電流出力を多変量解析に利用し，1.アクリル(軟組織模擬体),ヨウ素(造影剤模擬体)及びアルミニウム(骨模擬体)を識別すること，および2.肝臓中の鉄分測定を模擬した測定を行うこと，を目的とした．
1. transXend検出器の要素検出器で得られた電流値Ii(i=1,6)を用い，I2/I1-I3/I2の2次元グラフからアクリル-ヨウ素厚さ分布，I3/I1-I5/I3の2次元グラフからアクリル-アルミニウム厚さ分布が得られることを示した．また測定電流値をアンフォールディングし，設定エネルギー範囲のX線数の比を用いても，同様の厚さ分布を得られることを実証した．この結果を用いて，被検体を1方向から透過撮影することで，ヨウ素造影剤で修飾された癌組織の有無が判明し，2方向から透過撮影することで，癌組織の位置，形状を画像化できる．今後，透過撮影の回数と画質依存性を研究することで，画期的に低被曝量の診断用コンピュータ断層撮影(CT)法とできる．
2. 肝臓中の鉄分が多いと肝臓癌など肝疾患の原因となる．肝臓には脂肪があるため，従来のCTでは正確な鉄濃度の測定ができない．そこでtransXend検出器を用いたエネルギー分解CT測定を行った．設定した2つのエネルギー範囲の線減弱係数をx軸，y軸にとることで，軟組織，脂肪，鉄それぞれが100%の点で構成する3角形ができる．これらの混合物をCT測定することにより，3つの物質が分解できることを示した．
これらはそれぞれ査読付き論文として発表した．さらに，高いエネルギーにK吸収端を持つ金造影剤を用いることで，従来のヨウ素造影剤を用いた場合の1/10の被曝量でCT測定ができることを示した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予めの目的は達成できている．さらに，金造影剤をエネルギー分解CTで測定することで，ヨウ素造影剤によるCT測定の1/10の被曝量でCT測定が可能であることを示した．また，フラットパネル検出器など，一般的な平面検出器を用いてtransXend検出器とする手法を考案した．これは現在，企業から特許申請を行う準備中である．また，京都大学病院の人体用CT装置を用いた実験も行っている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
transXend検出器を用いたエネルギー分解CTを第三世代CTに対応させる．多数の検出器を2次元に配置し，それをX線進行方向に並べる手法では，読出し回路の数が膨大となり，実用的ではない．そこで，25年度に着想した平面検出器に2種類のストリップ吸収体を用いる手法で実現する．原理実証のため，熱ルミネッセンス板を用いる．その後，その場読出しのフラットパネル検出器を用い，複雑被検体の測定を行う．
|
| Causes of Carryover |
多変量解析によるエネルギー分解CT測定は，4x4に並べたSi(Li)検出器アレイを用いることを予定していた．しかし，この検出器配置では，空間分解能が十分ではない．この状況を打開するため，一般的なフラットパネル検出器を用いても，エネルギー分解CTを実施できる方法を着想した．これには，スリット吸収体を用いる．基礎実験として，5cmx5cmの領域を覆う幅1mmのスリットを自作したが約10万円ほどを要した．さらに細く，広い面積のスリットを製作したい．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
スリット吸収体として，まずは乳癌検出用のSOI(Silicon-on-Insulator)検出器用の2cmx2cm寸法のものを製作する．小さいサイズの吸収体を製作し，エネルギー分解CTが実行できることを確認し，また異なる材質を用いて製作し性能評価を行う(2種類で50万円)．次に，CdTeフラットパネル検出器用の4cmx5cmのスリット吸収体を製作する(50万円)．これは，京大病院で用いる人体用フラットパネル検出器約30cmx40cmの中心部分へも取り付けることができるようにし，人体用装置においてもエネルギー分解CTが可能であることを確認する．その後，このフラットパネル検出器用のスリット吸収体を製作したい．これはかなり高価になると予想しているので，フラットパネル検出器の中心部分1/2程度を利用することになるかもしれない(100万円)．
|
