| 研究課題/領域番号 |
24K10798
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52040:放射線科学関連
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
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, 名誉教授 (60201729)
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| 研究分担者 |
亀沢 知夏 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60897875)
塚田 亨 筑波大学, 附属病院, 病院助教 (20866850)
徳永 千穂 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (30451701)
松下 昌之助 筑波技術大学, その他部局等, 名誉教授 (70359579)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2026年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 放射光微小血管造影検査 / 放射光白色X線 / 放射光Ｘ線イメージング / 非対称反射Ｘ線光学素子 / 放射光 / 放射光白色Ｘ線 / 微小血管造影法 / Ｘ線光学素子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
放射光微小血管造影法は、その優れた特性を利用して世界の放射光施設において多くの研究成果が生み出されてきた。本研究では、放射光微小血管造影システムを利用した更に実用的な研究推進のために現在までにシステムの開発・利用研究で得られた独自の知見を用いて、必要な画像の空間分解能、濃度分解能を確保しながら時間分解能の更なる向上とＸ線照射野拡大の観点から新しいＸ線光学素子を用いた放射光白色Ｘ線を利用するシステムに関する基礎的検討を実施することを目的とする。脈管系そのものや各種疾患の機序解明、各種治療効果の評価など幅広い応用研究に対応できるシステム実現に関する知見を得ることができると期待される。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、放射光微小血管造影システムを利用した更に実用的な研究推進のために、現在までに放射光微小血管造影システムの開発・応用研究で得られた独自の知見を用いて、個々の研究目的に必要な画像の空間分解能、濃度分解能を確保することを考慮しながら、各種Ｘ線光学素子の物理的特性をＸ線イメージング法の観点からの計算機シュミレーションを実施して知見を蓄積するとともに、より広いＸ線エネルギー範囲を利用する脈管系造影法に関する基礎的実験と計算機シュミレーションを実施した。基礎的実験は縦偏光・縦長放射光が得られる世界唯一の放射光ビームラインの二結晶分光器から得られる放射光単色Ｘ線を利用して実施した。この放射光ビームラインでは水平同一面内にＸ線光学系、試料、検出器を設置できるとともに電子ビームの形状からＸ線光学素子を設置していない縦方向でも画像上の空間的ボケが小さいという特徴がある。日常臨床で利用されている血管造影剤の主成分であるヨウ素のＫ吸収端（33.17 keV）から少し外れたＸ線エネルギー（33.09 keV、33.25 keV、34.65 keV、36.00 keV）での血管造影剤によるＸ線吸収特性に関して血管系を模擬したファントームを用いて得られる画像の物理的特性に関する評価を実施した。以上から、より大きな積分反射強度の単色Ｘ線が得られるＸ線光学素子および複数の種類の脈管系造影剤との併用による脈管系の総合的・複合的な評価方法に関する基礎的知見を得ることができた。また、今後の本研究課題での研究推進を考慮して小動物を用いた放射光微小血管造影システムによる血管造影検査をヨウ素のＫ吸収端上側の単色Ｘ線を利用して個々の研究目的に関して複数回実施することで血管系そのものおよび血管系疾患の治療効果の機序に関する知見を蓄積することができた。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
ほぼ順調に研究を推進できていると考えている。放射光白色Ｘ線と非対称Ｘ線光学素子を用いて二次元照射面を利用する放射光微小血管造影システムによる小動物を用いた実用的な評価実験による新しい知見の蓄積および今後の研究推進に向けた画像の物理的特性に関する基礎的評価実験と放射光微小血管造影システムの高度化に関する各種計算機シュミレーションを実施できた。ただ、従来から広く一般的に利用されてきた放射光Ｘ線光学素子であるシリコン結晶以外の各種Ｘ線光学素子については社会的背景から大型素子の入手が困難な状況になっていることや価格高騰の影響もあって今後の研究推進については、一部、再検討も必要であろうと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も、引き続き、より大きな積分反射強度を持つ単色Ｘ線を得るためのＸ線光学素子に関する基礎的検討および複数の脈管系造影剤を用いる幅広いエネルギー領域の放射光単色Ｘ線を積極的に活用する新しい脈管系診断法について、計算機シュミレーションと放射光利用実験によって知見を蓄積する予定である。幅広いエネルギー領域の放射光単色Ｘ線を積極的に活用することで複数の脈管系造影剤のそれぞれのＫ吸収端近傍のエネルギーの単色Ｘ線を同時に用いることが可能になり、脈管系の総合的評価が可能になると期待される。放射光利用実験では得られる単色Ｘ線画像の物理的特性を評価する各種ファントームの検討・製作と各種エネルギーの単色Ｘ線を利用する評価実験および小動物を用いた各種臓器（心臓、肺臓、腎臓など）の脈管系の機序解明と各種脈管系疾患の機序解明に関する評価実験を、引き続き、実施する予定である。
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