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2019 年度 実績報告書

X線CTの超鮮鋭化による医療診断の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 19H04483
研究機関金沢大学

研究代表者

有元 誠  金沢大学, 先端宇宙理工学研究センター, 助教 (40467014)

研究分担者 小林 聡  金沢大学, 保健学系, 教授 (30313638)
片岡 淳  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90334507)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードX線CT / フォトンカウンティング / 大規模集積回路 / MPPC
研究実績の概要

本年度では、新たに64ピクセルアレイの大サイズターゲット(~60mm相当)のCT撮影を実現するフォトンカウンティングCTシステムの基盤構築を行った。過去に開発した16ピクセルのシステムでは、おおよそ10 mmの小さなサイズの撮影しかできていなかったため、新たなシステムを用いることで小動物のイメージングが可能となる。新たに開発したシステムでは、YGAGシンチレータアレイからの光信号をMPPCアレイで読み出し、その多系統電荷信号を独自に開発した64系統の大規模集積回路を用いて高速アナログ・デジタル信号処理が行われる。今年度において新しく開発した大規模集積回路では、以前の試作装置で課題であったX線のエネルギー推定誤差を大幅に抑える機能が盛り込まれており、MPPCの増幅率のばらつきも合わせて補正することが可能となっている。これにより物質同定や造影剤の濃度推定の精度向上が期待される。これらのセンサーアレイおよびフロントエンドエレクトロニクスを組み合わせ、それらをLabVIEWを用いてデータ取得システムを構築し、CT撮影を実現するシステムを完成させた。これにより、小動物サイズのターゲットを撮影できるフォトンカウンティング型CTの基礎となる技術構築を行うことができた。そして、この装置のエネルギーキャリブレーションなどを合わせて実施し、学会で報告した。またX線CTと相補的なモダリティであるMRIのイメージングの性能評価も併せて実施した。
次年度のイメージング能力の評価を行うために、CTやMRIなどの臨床現場の状況を取り入れた様々なファントムの検討を行い、プラチナなどを含む抗がん剤ファントムの製作や医療用ロッドファントムのジグの製作などを進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究で実現を目指すMPPCアレイ型フォトンカウンティングCTの開発にあたり、本年度中にいくつかのエレクトロニクスシステムの設計変更や大規模集積回路の多ピンパッケージの検討・製造に想定以上の時間を要してしまい、本年度で実施予定であったファントムや造影剤を用いたイメージング能力の評価を行うことができなかった。

今後の研究の推進方策

次年度では、簡易ファントムや様々な造影剤のイメージングを行い、本研究で開発したフォトンカウンティングCTシステムのコントラストや物質同定の性能評価を行う。合わせて臨床CTシステムであるデュアルエナジーCT装置との定量的な比較を実施し、フォトンカウンティングCTの有用性を示していきたい。また本研究で開発したCTシステムは、すでに洗練された臨床CTシステムに比べて、撮影方法が異なる部分も多く、これらの違いを考慮し条件を揃えた方法で、性能評価を進めていく。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Direct-Acting Antiviral Agents Reduce the Risk of Malignant Transformation of Hepatobiliary Phase-Hypointense Nodule without Arterial Phase Hyperenhancement to Hepatocellular Carcinoma on Gd-EOB-DPTA-Enhanced Imaging in the Hepatitis C Virus-Infected Liver2020

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yoshiaki、Arai Kuniaki、Yamashita Taro、Yamashita Tatsuya、Shimakami Tetsuro、Kawaguchi Kazunori、Kitamura Kazuya、Sakai Yoshio、Mizukoshi Eishiro、Honda Masao、Kitao Azusa、Kozaka Kazuto、Kobayashi Satoshi、Kaneko Shuichi
    • 雑誌名

      Liver Cancer

      巻: 9 ページ: 261~274

    • DOI

      10.1159/000504889

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 次世代光センサーMPPCと高速シンチレータの融合による革新的X線CTへの挑戦2020

    • 著者名/発表者名
      有元 誠, 片岡 淳, 寺澤慎祐, 塩田 諭
    • 雑誌名

      日立金属技報

      巻: 36 ページ: 28~33

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of gravity on portal venous flow: Evaluation using multiposture MRI2019

    • 著者名/発表者名
      Kadoya Yoshisuke、Miyati Tosiaki、Kobayashi Satoshi、Ohno Naoki、Gabata Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      巻: 50 ページ: 83~87

    • DOI

      10.1002/jmri.26626

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Renal pelvic and ureteral wall thickening in renal cell carcinoma: prevalence, cause, and clinical significance2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kotaro、Hamaoka Mami、Kobayashi Satoshi、Matsumoto Junichi、Inoue Dai、Yoneda Norihide、Gabata Toshifumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Radiology

      巻: 37 ページ: 832~840

    • DOI

      10.1007/s11604-019-00889-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between the degree of abdominal wall movement and the image quality of contrast-enhanced MRI: semi-quantitative study especially focused on the occurrence of transient severe motion artifact2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeno Hiroshi、Kobayashi Satoshi、Kozaka Kazuto、Ogi Takahiro、Inoue Dai、Yoneda Norihide、Yoshida Kotaro、Ohno Naoki、Gabata Toshifumi、Kitao Azusa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Radiology

      巻: 38 ページ: 165~177

    • DOI

      10.1007/s11604-019-00896-2

    • 査読あり
  • [学会発表] 次世代カラーX線CTに向けたMPPC用64チャンネル高速LSIの開発と性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 大地、有元 誠、吉浦 宏大龍、川嶋 広貴、小林 聡、片岡 淳、丸橋 拓也、木地 浩章、豊田 貴也、池田 博一、寺澤 慎祐、塩田 諭
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会

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公開日: 2021-12-27  

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