2003 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロCTによる硬組織微細構造の非破壊的無機塩量定量法の確立
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15591955
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| Research Institution | Tsurumi University |
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Principal Investigator |
川崎 堅三 鶴見大学, 歯学部, 教授 (50064374)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下田 信治 鶴見大学, 歯学部, 講師 (30139620)
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| Keywords | マイクロCT / 骨密度 / BMD / X線スペクトル / 散乱線 / ビームハードニング効果 |
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| Research Abstract |
平成15年度はマイクロCTで得られるデータから、X線吸収係数を定量化する際に生じる、被写体X線吸収特性および形状寸法依存性について検討した。すなわち、被写体性状、形状、撮影時拡大率によりどのようにX線吸収係数が変化するかについて検討した。
(1)吸収係数の定量化について円柱状のヒト象牙質およびカーボンロッドを作製し、拡大率を1.2倍から10倍まで変化させ、CT像の濃度変化を観測した。その結果、拡大率を変化させることでシステム分解能が変化し、濃度値に影響を及ぼすことが明らかとなった。
(2)散乱線によるエアレベル変動について、直径(Φ)既知の象牙質を用いて観測したところ、画像再構成原理すなわちCT装置が有限の演算領域内で行われることに起因するCT画像のエアレベル変動と、被写体のX線吸収特性および形状寸法に依存して起こることがわかった。
(3)連続スペクトルを持つX線と線吸収係数の検討を行った結果、単一エネルギーをもつ細いX線では、検出器で測定されるX線量(I)はIn(I0/1)=∫μdxとなることが実験的に確かめられているが、幅広いエネルギースペクトルを持つ連続X線ではさらに複雑に変化することが予想された。実際の連続スペクトルを持つX線が被写体を通過すると、X線スペクトルに含まれる低X線エネルギー成分が減少し、X線エネルギーの平均値が高くなることが確認され、ビームハードニング効果となって現れた。これによりCT装置で計測された被写体中央部のX線吸収係数が周辺部のそれに比して低値を示す現象が認められた。
以上の実験結果、CT画像上の線吸収係数の測定値から直接骨密度を求めることは大きな誤差を生じることが明らかとなった。そのため、これらの誤差の混入を極力抑えるための計測法の工夫と適切な補正法が必要と考えられた。これらを解決する具体策として(1)X線成分を除去しビームハードニングの影響を軽減するX線条件の選択とX線フィルターを使用して測定をする必要があること。(2)ビームハードニング効果抑制目的に高い吸収係数の材質でできた専用の容器内に試料を入れて計測すること。(3)計測条件での補正データを取得するための構成データの計測の必要性があること、などが考えられた。
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