疑似X線レーザーを用いた普及型微小血管造影装置の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470154
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 盛 英三 国立循環器病センター研究所, 心臓生理部, 部長 (90146598)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白井 幹康 国立循環器病センター研究所, 心臓生理部, 室長 (70162758) ; 飯田 秀博 国立循環器病センター研究所, 放射線医学部, 部長 (30322720) ; 田中 越郎 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (80211366) ; 佐藤 英一 岩手医科大学, 教養部, 助教授 (90154038)
• Keywords: プラズマX線 / 微小血管造影法 / X線レーザー / 新生血管 / 微小循環 / 遺伝子治療

Research Abstract

コンデンサーを正に充電し、X線管の陰極にトリガ電圧を印加することにより蓄積された電荷をX線管内に放電する。最大で30kA程度の管電流によりターゲット先端が気化され、プラズマX線源が形成される。プラズマ源を線状形成することなどにより特性X線よりも高いフォトンエネルギーの制動線をプラズマ内に吸収させ、蛍光X線(特性X線)に変換する。吸収係数の関係により特性線は容易にプラズマ内を透過することから、結果として高い強度の特性X線が得られる。特にK系列特性X線の蛍光収量が大きいので、L系列線と比較して制動線のK系列蛍光X線への変換効率は高まる。血管造影法ではヨード造影剤(k吸収端33.3keV)と人体組織(H20で近似)のX線吸収の差によって血管像を得る。X線のエネルギーがヨード造影剤のk吸収端の直上であると、ヨードのX線吸収が高まり、人体組織とのコントラストの差が極大となる。したがって微小血管中の微量ヨードのコントラストを検出することで微小血管像を提供する。セリウムを陽極に用いたプラズマX線撮影システムでは約34keVにピークを持つほぼ単色なX線を得ることができるので最適なX線源となる可能性がある。
本システムの構築は佐藤英一(岩手医大)の協力をえて国立循環器病センター研究所において行われた。佐藤英一が開発した単回照射型疑似X線レーザー装置(60kvp,200nF,)をひな形とし、光子数の増加を実現した。今後は複数回撮影の実現、さらにX線コリメーターによるX線の指向性の改良等を目指した。イメージングプレートを中心とする撮影装置はフジフィルム社のFLA2000(空間解像度25μm、ダイナミックレンジ>10^5)を用いる予定である。これは単回撮影用であるが、プレートカセットの間欠的(0.33秒に1回)かつ複数回(15回)撮影機能を付加するべく改良をめざした。本年度は人体のような厚い被写体の撮影にも充分耐えられる様に高輝度化をめざしてコンデンサーの改良をおこなった。

Research Products

• [Publications] H.Kasahara, et al.: "Biodegradable gelatin hydrogel potentiates the angiogenic effect of FGF4 plasmid in rabbit hindlimb ischemia"JACC. 41. 1056-1062 (2003)
• [Publications] N.Nagaya, et al.: "Hybrid cell-gene therapy for pulmonary hypertension based on phagocytosing action of endothelial progenitor cells"Circulation. 108. 889-895 (2003)
• [Publications] E.Sato, et al.: "Intense characteristic x-ray irradiation fro weakly ionized linaer plasma and applications"Jpn J Med Imag Inform Sci. 20. 154-161 (2003)
• [Publications] E.Sato, et al.: "Irradiation of intense characteristic x-rays from weakly ionized linaer molybdenum plasma"Jpn J Med Phys. 23. 123-131 (2003)
• [Publications] N.Tokunaga, et al.: "Detection of 3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol in rabbit skeletal muscle microdialysate"J Chromatogr. 798. 163-166 (2003)
• [Publications] E.Sato, et al.: "Quasi-monochromatic flash x-ray generator utilizing weakly ionized linear copper plasma"Rev Sci Instrum. 74. 5236-5240 (2003)
• [Publications] 知久 正昭 他: "放射光および普及型X線源を用いた微小血管造影による再生血管の評価(機能代謝画像診断法と分子画像(西村恒彦編))"南山堂. 10 (2003)