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Development of 4D X-ray elastography

4D X射线弹性成像的发展

基本信息

批准号：
21H04530
负责人：
矢代航
金额：
$ 26.87万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、最近、研究代表者らが世界で初めて原理実証に成功した、不透明な粘弾性体内の複素弾性率の分布を高空間分解能で可視化するＸ線エラストグラフィの4D（3D＋時間）化、高空間分解能化・高時間分解能化を目指している。最先端のＸ線位相コントラストトモグラフィとデータサイエンス技術を駆使して、研究課題①msオーダー時間分解能Ｘ線エラストグラフィ、研究課題②100 nmオーダー空間分解能Ｘ線エラストグラフィの実現を目指し、これまで数値シミュレーションによるアプローチに限られていた非平衡系のマイクロレオロジーの世界を実験的に研究する方法の確立を目指している。2022年度は、上記項目①について、最適化、および有効性の検証を行った。また②については、当初、シンクロトロン放射光とＸ線結像レンズ（Ｘ線フレネルゾーンプレート）を用いた光学系を検討していたが、より汎用性のある実験室Ｘ線源（焦点サイズ100ナノメートルオーダー）を導入し、拡大光学系での顕微Ｘ線エラストグラフィの実現を目指した。Ｘ線源としては、株式会社マーストーケンソリューション製のTX-320を導入した。このＸ線源により400ナノメートル空間分解能の拡大投影イメージングまで可能であることが確認できており、さらに100ナノメートル程度の空間分解能の実現可能性もみえている。このＸ線源の立ち上げはすでに完了しており、リモート精密制御可能な試料ステージ（神津精機株式会社製）、Ｘ線画像検出器（浜松ホトニクス社製Ｘ線sCMOSカメラC12849-102U）も含めて、アクティブ除振台上への設置が完了している。Ｘ線用回折格子の準備も完了しており、回折格子干渉法に基づく高感度イメージングも可能な状況になっている。現在、光学系の最適化に向けた検討を行っている。

This study is the first to demonstrate the principle of transparency in the world. The distribution of complex properties in opaque and viscous bodies can be visualized with high spatial resolution. X-ray images can be transformed into 4D (3D+ time) images with high spatial resolution and high temporal resolution. The most advanced X-ray phase detection technology, research topics ①ms-time resolution energy X-ray phase detection, research topics ②100 nm-space resolution energy X-ray phase detection, research topics This paper aims to establish a method for the study of non-equilibrium systems in the world. In 2022, the above items ① design, optimization, and effective verification were carried out. 2. The introduction of X-ray source (focal point 100) into the optical system and the realization of X-ray imaging in the optical system are discussed. X-ray source: TX-320 manufactured by X-ray source: TX-320 manufactured by X-ray source: TX-320 The X-ray source is 400 The X-ray source has been completely set up, and the precision control is possible. The sample test (manufactured by Kenzu Seiki Co., Ltd.), the X-ray image detector (manufactured by Hamamatsu Seiki Co., Ltd. X-ray CMOS test C12849- 102U), and the settings on the vibration table have been completed. The preparation for X-ray use of folded back grids is complete, and the basic high-sensitivity information processing method of folded back grids may be difficult to handle. Now, the optimization of the optical system is discussed.

项目成果

期刊论文数量（59）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

次世代放射光による3次元可視化 BL-III (BL09W) BL-Ⅳ (BL10U)

使用下一代同步加速器辐射的 3D 可视化 BL-III (BL09W) BL-IV (BL10U)

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
矢代航;高橋幸生
通讯作者：
高橋幸生

Feasibility Study on 3D Dynamic X-ray Elastography for Soft Tissues and Soft Materials

软组织和软材料3D动态X射线弹性成像的可行性研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kim Sangwon;Oshima Nobuyuki;Park Hyun Jin;Murai Yuichi;Fumio Koyama;Wataru Yashiro
通讯作者：
Wataru Yashiro

Ｘ線イメージングの基礎と応用 ― 第1回（第二部） ―「Ｘ線イメージング概論2」

X 射线成像的基础和应用 - 第 1 部分（第 2 部分） - 《X 射线成像简介 2》

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gengyu Li;李敏赫;鈴木雄二;矢代航
通讯作者：
矢代航

Recent Advances and Future Potential of Synchrotron X-ray Tomography with Millisecond-Order Temporal Resolution

毫秒级时间分辨率同步加速器 X 射线断层扫描的最新进展和未来潜力

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nanayama Futoshi;Tajika Jun;Yamasaki Toru;Kurita Hiroshi;Iwano Hideki;Danhara Tohru;Hirata Takafumi;Wataru Yashiro
通讯作者：
Wataru Yashiro

湾曲単結晶による高速X線CT

使用弯曲单晶的高速X射线CT