| 研究課題/領域番号 |
18K19926
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
松本 健志 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (30249560)
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| 研究分担者 |
大澤 恭子 近畿大学, 生物理工学部, 助教 (30638193)
長谷 栄治 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, 研究員 (50805512)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | ダイナミック位相CT / モアレ縞 / 単色放射光 / 関節軟骨 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、空間的に不均質な生体軟組織の局所的な粘弾特性を評価可能な“放射光位相差ダイナミックCT”を確立することである。本年度は、タルボ干渉計を用いた放射光位相差CTシステムを構築し、ブタ膝関節軟骨を試料として以下の計測を行った。
１．静的イメージング
フリンジスキャン時の露光を十分に取り(200msec)、軟骨中のコラーゲン分布が抽出できることを検証した(空間解像度：4μm)。CT横断面像とCT撮像後にHE染色した切片標本画像をレジストレーションして比較した結果、CT像では密度分布としてイメージングされるコラーゲン分布と染色されたコラーゲンのネットワーク構造が良く一致していることが確認できた。関節軟骨内部の密度分布は二峰性を示し、各峰はコラーゲンおよびコラーゲンに囲まれた細胞領域の密度に相当すると考えられた。
２．動的イメージング
周期2秒の繰り返し圧縮条件下で軟骨試料の撮像を行った。時間分解能(50 msec)を確保するためにフリンジスキャンの露光を短縮し、これによるSN比の低下を抑えるため、空間分解能は低下(8μm)させ光量を維持した。画像は静的条件下に比べやや不鮮明であったが、コラーゲンのネットワークは確認された。また、静的圧縮時には表層部に変化が見られたのに対し、動的圧縮時には中、深層部の変化が顕著であった。このことより、上層～深層では透水性が異なることが窺われた。
以上の結果より、放射光位相差ダイナミックCTに基づく粘弾特性評価が可能であることが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は2か年計画であり、当初の予定通り、放射光位相差ダイナミックCTと関節軟骨粘弾性試験の融合手法はほぼ完成している。
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| 今後の研究の推進方策 |
放射光位相差ダイナミックCTの設定条件を調え、時間分解能、空間分解能の向上を目指す。さらに、変形前後画像から局所変位を導出するための非剛体レジストレーション手法を確立し、数値シミュレーションを統合して、生体軟組織・粘弾性挙動解析のフレームワークの作成に取り掛かる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度に予定していた放射光利用料が、本予算以外で充当できたことによる。次年度使用額は、放射光追加実験に充てる予定である。
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