Ｘ線ミラーが生成する高強度な準単色放射光を使ったマウス冠状動脈の動体画像化

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25350547
• Research Institution: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• Principal Investigator: 梅谷 啓二 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (50344396)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: マウス冠状動脈 / 血管造影 / 放射光 / Ｘ線ミラー / 準単色Ｘ線 / 心臓疾患

Outline of Annual Research Achievements

平成２７年度は、従来装置でラット冠状動脈撮影実験を行っている大学医学部のSPring-8の利用者と共同で、新たな装置をラット実験に適用してその性能評価を行った。さらに、新たな応用研究への展開を進めた。
研究計画では、Ｘ線ミラーが生成する高強度準単色Ｘ線とＸ線シャッターを使い、新たに開発した画像検出器であるＸ線カメラによりマウスの血管撮影をする予定であった。しかし、SPring-8での放射光利用実験で、Ｘ線ミラー利用実験期間と動物実験の期間を合わせることができなかった。このため、Ｘ線ミラーが生成する高強度準単色Ｘ線の評価は、解像度チャートの撮影で実施した。新たに開発したＸ線カメラの評価は、通常の単色Ｘ線を使いラットの冠状動脈造影で実施した。
Ｘ線ミラーによる高強度準単色Ｘ線に関して解像度チャート撮影の結果から、大強度Ｘ線であるが従来の結晶分光器を使った場合と同等の解像度特性が確認できた。新たなＸ線カメラでのラット冠状動脈撮影では、従来のＸ線サチコンカメラに比べて同等な解像度であるが、新たなＸ線カメラはＳ／Ｎが良いため低ノイズである高画質画像が得られた。さらに、新たなＸ線カメラの撮影視野はＸ線サチコンカメラより横方向が１.５倍広いため、ラットの左冠状動脈前下行枝の全体を画像化することができた。これらの結果から装置開発に関して、それぞれの構成機器の性能は目標性能を達成することができた。
今後の展開については、まず高強度準単色Ｘ線とＸ線シャッターを使ったマウスの血管撮影を実施して性能の最終確認を行う。さらに、本研究に関連して、高強度準単色Ｘ線を使った高速イメージングの有効性が認められ、本研究で使用したＸ線ミラーより高性能な多層膜ミラーの開発が始まっており、本研究で開発した装置を多層膜ミラーを使った実験にも適用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Sympathetic hyper-excitation in obesity and pulmonary hypertension - physiological relevance to the 'Obesity Paradox' (2016)
  • Author(s): Crystal Diong, Peter Jones, Hirotsugu Tsuchimochi, Emily Gray, Gillian Hughes, Tadakatsu Inagaki, Carol Bussey, Yutaka Fujii, Keiji Umetani, Mikiyasu Shirai, Daryl Schwenke
  • Journal Title: International Journal of Obesity Volume: 40 Pages: 未定
  • DOI: 10.1038/ijo.2016.33
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Ghrelin promotes functional angiogenesis in a mouse model of critical limb ischemia through activation of pro-angiogenic microRNAs (2016)
  • Author(s): Rajesh Katare, Shruti Rawal, Pujika E Munasinghe, Parul Dixit, Hirotsugu Tsuchimochi, Tadakatsu Inagaki, Yutaka Fujii, Keiji Umetani, Kenji Kangawa, Mikiyasu Shirai, Daryl Schwenke
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 157 Pages: 432-445
  • DOI: 10.1210/en.2015-1799
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Altered blood flow in cerebral perforating arteries of rat models of diabetes: A synchrotron radiation microangiographic study toward clinical evaluation of white matter hyperintensities (2015)
  • Author(s): Naoto Fukuyama, Yuko Tsukamoto, Shunya Takizawa, Yoshimori Ikeya, Toshiharu Fujii, Yoshiro Shinozaki, Yoko Takahari, Noboru Kawabe, Noriaki Wakana, Keiji Umetani, Kikue Todoroki, Sayato Fukui, Chiharu Tanaka, Etsuro Tanaka, Hidezo Mori
  • Journal Title: Geriatrics & Gerontology International Supplement Volume: 15 Pages: 74-80
  • DOI: 10.1111/ggi.12658
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of 36M-Pixel Micro-CT Using Digital Single-Lens Reflex Camera (2015)
  • Author(s): Keiji Umetani, Yoshiki Kawata, Noboru Niki, Harumi Itoh
  • Journal Title: Proceedings of the 2015 IEEE International Conference on Imaging Systems & Techniques (IST) Volume: - Pages: 11-15
  • DOI: 10.1109/IST.2015.7294461
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pulmonary Macrophages Attenuate Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction via β3AR/iNOS Pathway in Rats Exposed to Chronic Intermittent Hypoxia (2015)
  • Author(s): Hisashi Nagai, Ichiro Kuwahira, Daryl O. Schwenke, Hirotsugu Tsuchimochi, Akina Nara, Sayoko Ogura, Takashi Sonobe, Tadakatsu Inagaki, Yutaka Fujii, Rutsuko Yamaguchi, Lisa Wingenfeld, Keiji Umetani, Tatsuo Shimosawa, Kenichi Yoshida, Koichi Uemura, James T. Pearson, Mikiyasu Shirai
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Pages: e0131923
  • DOI: 10.1371/journal. pone.0131923
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of Fingertip Synchrotron Radiation Microangiography toward Clinical Prediction of Diabetic Microangiopathy (2015)
  • Author(s): Toshiharu Fujii, Naoto Fukuyama, Yoshimori Ikeya, Chiharu Tanaka, Yoshiro Shinozaki, Kazuhito Fukushima, Keiji Umetani, Yuji Ikari, Hidezo Mori
  • Journal Title: The Tokai Journal of Experimental and Clinical Medicine Volume: 40 Pages: 1-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Microstructure analysis of the pulmonary acinus using a synchrotron radiation CT (2015)
  • Author(s): Yoshitaka Tokumoto, Koichi Minami, Yoshiki Kawata, Noboru Niki, Keiji Umetani, Yasutaka Nakano, Hiroaki Sakai, Hironobu Ohmatsu, Harumi Itoh
  • Journal Title: Proc. SPIE 9417 Volume: 9417 Pages: 94172P
  • DOI: 10.1117/12.2081357
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Development of 36M-Pixel Micro-CT Using Digital Single-Lens Reflex Camera (2015)
  • Author(s): Keiji Umetani, Yoshiki Kawata, Noboru Niki, Harumi Itoh
  • Organizer: Ｔhe 2015 IEEE International Conference on Imaging Systems & Techniques (IST)
  • Place of Presentation: Macau, China
  • Year and Date: 2015-09-16 – 2015-09-18
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 公益財団法人 高輝度光科学研究センター(JASRI/SPring-8) 利用研究促進部門
  • URL: http://rud.spring8.or.jp/