コンプトンカメラによる植物体内の複数物質同時イメージング技術の開発

• 研究課題/領域番号: 22688021
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 農業情報工学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 河地 有木 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (70414521)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円); 2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2010年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
• キーワード: RIイメージング / 複数元素同時 / コンプトンカメラ / 複数元素動態の同時撮像 / イメージング / 植物栄養動態 / 複数核種同時撮像 / 多元素同時計測

研究概要

植物体内において同一環境下・同一個体内において競合する複数の元素動態を同時にイメージングするには新たなイメージング技術の開発を目的とした。コンプトンカメラによって、エネルギー分解能を併せ持つイメージング装置が実現し、ガンマ線源であるトレーサ核種の弁別が可能となった。作物の生産を阻害する環境ストレスの 1つであるナトリウムと、微量必須元素であるマンガンのトレーサを用いて実証実験を行った。水耕栽培イネに、Na-22およびMn-54を同時に経根吸収させ、イネの地上部を連続撮像した結果、両元素とも茎基部への強い集積を示したが、地上部の葉への移行性に差違が認めれ、本技術の植物研究への有用性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] ガンマ線イメージング技術を駆使した植物研究の展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Kawachi
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ 巻: 57 号: 2 ページ: 37-44
  • DOI: 10.3131/jvsj2.57.37
  • NAID: 130003394496
  • ISSN: 1882-2398, 1882-4749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional and Multienergy Gamma-ray Simultaneous Imaging by Using a Si/CdTe Compton Camera. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y
  • 雑誌名: Radiology 巻: 267(3) 号: 3 ページ: 941-947
  • DOI: 10.1148/radiol.13121194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Compton camera and its application studies for biology and medicine (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kawachi
  • 雑誌名: Proceedings of the 1st NIRS-SNU Workshop on Nuclear Medicine Imaging Science and Technology ページ: 19-23
  • URL: http://www.nirs.go.jp/publication/irregular/index.shtml
• [雑誌論文] Counting rate performance measurement of newly developed Si/CdTe Compton camera for biological and medical applications (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamaguchi, N. Kawachi, T. Kamiya, N. Suzui, S. Fujimaki, H. Odaka, S. Ishikawa, M. Kokubun, S. Watanabe, T. Takahashi, H. Shimada, K. Arakawa, Y. Suzuki, K. Torikai, Y. Yoshida, T. Nakano
  • 雑誌名: Nuclear Science Symposium Conference Record (NSS/MIC), 2010 IEEE ページ: 2004-2007
  • DOI: 10.1109/nssmic.2010.5874127
• [雑誌論文] Counting rate performance measurement of newly developed Si/CdTe Compton camera for biological and medical study (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsutaka Yamaguchi, Naoki Kawachi, ら
  • 雑誌名: 2010 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Science Conference Recorde
• [学会発表] 植物研究用RI イメージング技術の開発 : ガンマカメラとコンプトンカメラについて (2014)
  • 著者名/発表者名: 河地有木
  • 学会等名: 植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 富山市, 富山大学
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] 植物体内における複数元素動態の同時撮像技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河地有木, 鈴井伸郎, 石井里美, 尹永根, 山口充孝, 長尾悠人, 神谷富裕, 高橋忠幸, 中野隆史, 藤巻秀
  • 学会等名: 土壌肥料学会
  • 発表場所: 名古屋市, 名古屋大学
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Development of Compton camera and its application studies for biology and medicine (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kawachi
  • 学会等名: 1st NIRS-SNU Workshop on Nuclear Medicine Imaging Science and Technology
  • 発表場所: 千葉市, 放射線医学総合研究所
  • 年月日: 2012-01-26
• [学会発表] Development of Compton camera and its application studies for biology and medicine (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kawachi
  • 学会等名: 1st NIRS-SNU Workshop on Nuclear Medicine Imaging Science and Technology
  • 発表場所: 放射線医学総合研究所(千葉、日本)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-26
• [学会発表] Substantiative Experiments of Distortion Correction for Novel Si/CdTe Compton Camera (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kawachi, Mitsutaka Yamaguchi, Yuto Nagao, Nobuo Suzui, Shu Fujimaki, Tomihiro Kamiya, Hirokazu Odaka, Motohide Kokubun, Shin'ichiro Takeda, Shin'nosuke Ishikawa, Shin Watanabe, Tadayuki Takahashi, Kota Torikai, Hirofumi Shimada, Kazuo Arakawa, Yoshiyuki Suzuki , Takashi Nakano
  • 学会等名: 2011 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Valencia Convention Center, Valencia, Spain
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Substantiative Experiments of Distortion Correction for Novel Si/CdTe Compton Camera (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kawachi, Mitsutaka Yamaguchi, Yuto Nagao, Nobuo Suzui, Shu Fujimaki, Tomihiro Kamiya, Hirokazu Odaka, Motohide Kokubun, Shin'ichiro Takeda, Shin'nosuke Ishikawa, Shin Watanabe, Tadayuki Takahashi, Kota Torikai, Hirofumi Shimada, Kazuo Arakawa, Yoshiyuki Suzuki, Takashi Nakano
  • 学会等名: 2011 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Valencia Convention Center (Valencia, Spain)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] 植物の元素動態イメージング解析で見えてくる栄養生理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河地有木
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会シンポジウム「植物の必須元素の栄養生理」
  • 発表場所: 札幌市, 北海道大学
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Counting rate performance measurement of newly developed Si/CdTe Compton camera for biological and medical study (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Yamaguchi, N. Kawachi, T. Kamiya, N. Suzui, S. Fujimaki, H. Odaka, S. Ishikawa, M. Kokubun, S. Watanabe, T. Takahashi, H. Shimada, K. Arakawa, Y. Suzuki, K. Torikai, Y. Yoshida, T. Nakano
  • 学会等名: 2010 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Science Conference
  • 発表場所: Knoxville Convention Center, Knoxville, the United State
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] Counting rate performance measurement of newly developed Si/CdTe Compton camera for biological and medical study (2010)
  • 著者名/発表者名: Mitsutaka Yamaguchi, Naoki Kawachi, ら
  • 学会等名: 2010 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Science Conference
  • 発表場所: Knoxville Convention Center (U.S.A.)
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] 植物の元素動態イメージング解析で見えてくる栄養生理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河地有木
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会シンポジウム「植物の必須元素の栄養生理」
  • 発表場所: 札幌市北海道大学クラーク会館講
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] 植物体内における複数元素動態の同時撮像技術の開発
  • 著者名/発表者名: 河地有木、鈴井伸郎、石井里美、尹永根、山口充孝、長尾悠人、神谷富裕、高橋忠幸、中野隆史、藤巻秀
  • 学会等名: 土壌肥料学会2013年度名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（名古屋市）
• [学会発表] 植物研究用RIイメージング技術の開発：ガンマカメラとコンプトンカメラについて
  • 著者名/発表者名: 河地有木
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス（富山市）
  • 招待講演