2014 Fiscal Year Research-status Report
放射光微小血管系診断システムにおける高性能検出器の物理的および医学的評価
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26461813
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
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, 准教授 (60201729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松下 昌之助 筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (70359579)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放射光 / 単色X線 / 微小血管造影 / 造影剤 / X線検出器 / 空間分解能 / 濃度分解能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射光微小血管系診断システムにおける新方式のＨＡＲＰ検出器に装着するＸ線イメージング用蛍光体に関して、必要な物理的特性について過去の研究で得られた知見を利用しながら関係研究者間で具体的検討を行った。さらに、別途用意したＨＡＲＰ撮像管にＸ線イメージング用蛍光体を装着し、Ｘ線エネルギー 33keVの放射光単色Ｘ線を照射して予備実験を行った。この結果、ＮＨＫが開発したＨＡＲＰ検出器の持つ時間分解能（30images/sec）で、実際に必要な照射面積を持つ単色Ｘ線画像が得られることを確認できた。
この新しいＨＡＲＰ検出器の特性を最大限に活かすために、被写体内血管系の立体的情報を得ることに関して、試料位置調整装置の仕様を過去の研究で得られた知見を利用して検討を行い、今後の放射光単色Ｘ線を用いた実験研究推進のために試料位置調整装置の製作等、放射光を利用する実験の準備を行った。特に試料の回転機構と制御方法、回転に関する物理的特性（必要な回転角度、回転速度、回転精度、回転中心軸の設定）、試料である小動物の固定方法、小動物用人工呼吸器の設置方法、制御方法などについて具体的検討を行った。
新しいＨＡＲＰ検出器の特性（空間分解能、濃度分解能、時間分解能、空間的歪みなど）を定量的に評価するための放射光微小血管系診断に適したファントームの製作等、実験の準備を行った。特に肺野のイメージングに関する知見を得るためのファントームを準備した。また、Ｘ線画像の撮像過程を考慮した画像処理を行うため、および得られた画像の定量的評価(Ｓ／Ｎ、強度分布、歪みなど)を行なうために、各種画像処理ソフトウエアの開発（空間フィルター、時間フィルターを用いた特徴抽出）を行った。
これらにより、次年度以降の放射光利用実験推進のための準備を終了することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、次年度以降の実際の放射光を利用した微小血管系診断システムに関する物理的および医学的評価を行うための実験準備を実施した。ほぼ予定どおりの実験準備ができたと考えている。放射光施設の加速器運転時間削減の影響により、今年度は十分な予備実験は実施できなかったが、次年度以降の放射光利用実験推進に関して実験的な確認を行うことができた。次年度以降は、放射光施設の加速器運転時間も従来の加速器運転時間に近づいていく予定であり、放射光を利用した実験の推進が可能であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に準備した実験装置、各種ファントーム、画像処理ソフトウエアを用いて、ＨＡＲＰ検出器に装着するＸ線イメージング用蛍光体の特性を変えながら、準備した各種画像評価用ファントーム等を用いて、得られる画像の物理的特性（空間分解能、濃度分解能、時間分解能など）を定量的に評価するとともに、小動物を用いた血管造影検査を行い、得られる画像の実用面、医学的見地からの評価を実施する。冠動脈系、肺血管系、四肢血管系などの造影検査により、微小血管系に起因する疾患の診断や評価、各種血管系疾患の治療効果の評価、悪性腫瘍の機序の解明や治療効果の評価、血管系そのものの機序の解明などについて、過去の研究で得られた知見も考慮しながら、放射光微小血管系診断システムに関する評価を行い、各種微小血管系診断および疾患の評価に最適なイメージングシステム構築に関する知見を得るための実験を実施する予定である。また、試料の回転、トモシンセシスなどの技術を用いて、感度の向上した新方式のＨＡＲＰ検出器により、血管系の実時間立体的情報を得るための知見獲得も予定する。
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| Causes of Carryover |
物品購入時の経費節減の努力を行った結果であり、次年度に有効利用することを判断した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の研究目的に合わせて、物品購入等に利用する予定である。
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[Presentation] 放射光による腎微小血管造影2015
Author(s)
宮、松下、兵藤、徳永、坂本、水谷、平松
Organizer
第３回物構研サイエンスフェスタ
Place of Presentation
つくば国際会議場（茨城県つくば市）
Year and Date
2015-03-17 – 2015-03-18
