Fundamental study on improvement of micro-angiography system using synchrotron radiation

同步辐射显微血管造影系统改进的基础研究

• 批准号: 19K08136
• 负责人: 兵藤 一行
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K08136/
• 关键词: 微小血管造影検査; 放射光単色Ｘ線; 非対称反射光学素子; Ｋ吸収端; 血管造影剤; 放射光Ｘ線イメージング; 放射光; 放射光単色X線; 放射光X線イメージング; 血管造影検査; 微小血管造影システム; 放射光医学応用; X線イメージング; 血管造影; 単色X線; X線光学系; 微小血管系; 微小血管造影; X線光学素子

本研究は、放射光単色Ｘ線による微小血管造影検査において対象臓器・対象疾患に関する高精度の評価を実施するため、より最適なＸ線光学素子に関する知見を得ることが目的である。今年度は、昨年度に引き続いて、最新のＸ線検出器を用いた放射光微小血管造影システムに関してＸ線画像の空間分解能、濃度分解能などに関する物理的評価実験および特定疾患の医学的評価に関する知見を得るために小動物を用いた実験を実施して、腎臓血管系、心臓血管系、肺血管系の評価方法に関してそれぞれの評価目的に必要な物理的特性と医学的観点からの手順について更なる新しい知見を獲得することができた。さらに、それらの実験的評価に基づいて従来から利用してきたＸ線光学系とは異なるＸ線光学系の利用に関する検討を実施した。微小血管造影検査では対象臓器・対象疾患の動的評価が重要であり、1枚の画像を短時間で取得する必要があって対象の評価に最適なS/Nを持つＸ線画像を得るためには適切なＸ線光子数が必要である。そのため、放射光単色Ｘ線の積分反射強度を更に増強するために１枚のシリコン結晶のみを用いる方法を具体的に検討した。血管造影剤（ヨウ素が主成分）によるX線吸収が大きいヨウ素のＫ吸収端上側のエネルギー（33.3 keV）の単色Ｘ線を得るために従来から既存の放射光ビームラインに設置されている二結晶分光器を利用してきた。二結晶分光器はＸ線エネルギーを変えても同じ位置に単色Ｘ線を出射させるために2枚のシリコン結晶を用いて単色Ｘ線を得ている。今回、シリコン結晶１枚の（111）面の非対称反射を利用することで、非対称反射によって作成された大きなＸ線照射面により小動物の腎臓などの左右臓器を同時１枚のＸ線画像で高空間分解能にて評価できること、画像上で従来と同等以上の単色Ｘ線強度を得ることができることを実証できた。今後、更に実用的な評価を実施する予定である。

The purpose of this study is to achieve high precision evaluation of imaging problems associated with radiographic imaging and to obtain knowledge of optimal X-ray optics. This year, the latest X-ray detector application in radiation microangiography system related to X-ray image spatial resolution energy, concentration resolution energy, physical evaluation of the implementation of the medical evaluation of specific diseases related to knowledge, small animal application of the implementation of the kidney vascular system, cardiovascular system, Methods for the evaluation of pulmonary vascular system are related to the physical characteristics necessary for evaluation purposes, and the medical aspects are related to the acquisition of new knowledge. In this paper, the author discusses the relationship between X-ray optical system and X-ray optical system. Microangiographic examination is important for evaluating the motion of the imaging device and imaging disease, and it is necessary to obtain an image in a short time. It is necessary to obtain an optimal S/N ratio for X-ray imaging. The integrated reflection intensity of the single color X-ray is increased, and the method of using the single crystal is discussed. The X-ray absorption of the angiographic agent (its main component) is large, and the X-ray absorption of the K absorption end of the angiographic agent is large. The X-ray absorption of the X absorption end of the angiographic agent (33.3 keV) is large. The X-ray absorption of the angiographic agent (its main component) is large. The X-ray absorption end of the angiographic agent is large. The Two crystal spectrometers are used to generate X-rays at different positions. 1 crystal of (111) plane of asymmetric reflection is used to make a large X-ray irradiation plane, a kidney of a small animal, a left and right organ, and a single X-ray image of high spatial resolution energy. In the future, more effective evaluation will be carried out.

项目成果

放射光加速器を用いた医学イメージング応用

使用同步辐射加速器的医学成像应用

• 发表时间: 2019
• 作者: Nakaoka Ai;Nakahana Makiko;Inubushi Sachiko;Akasaka Hiroaki;Salah Mohammed;Fujita Yoshiko;Kubota Hikaru;Hassan Mennaallah;Nishikawa Ryo;Mukumoto Naritoshi;Ishihara Takeaki;Miyawaki Daisuke;Sasayama Takashi;Sasaki Ryohei;兵藤一行
• 通讯作者: 兵藤一行

Advantages of vertically polarized synchrotron radiation for imaging systems at the Photon Factory

光子工厂成像系统垂直偏振同步加速器辐射的优势

• 发表时间: 2020
• 期刊: MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY
• 作者: Zhou Xiaoyun;Ji Bin;Seki Chie;Nagai Yuji;Minamimoto Takafumi;Fujinaga Masayuki;Zhang Ming-Rong;Saito Takashi;Saido Takaomi C;Suhara Tetsuya;Kimura Yasuyuki;Higuchi Makoto;Kim Yeji，Yoon Yongsu，城 拓真，杜下淳次;Chika Kamezawa and Kazuyuki Hyodo
• 通讯作者: Chika Kamezawa and Kazuyuki Hyodo

微小血管系診断システムの特性評価

微血管诊断系统的表征

• 发表时间: 2020
• 作者: 兵藤一行;亀沢知夏;松下昌之助
• 通讯作者: 松下昌之助

放射光と高解像度受像体を用いた腎微小循環の描出

使用同步辐射和高分辨率图像接收器描绘肾脏微循环

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshimura Yuko;Kikuchi Mitsuru;Saito Daisuke N.;Hirosawa Tetsu;Takahashi Tetsuya;Munesue Toshio;Kosaka Hirotaka;Naito Nobushige;Ouchi Yasuomi;Minabe Yoshio;松下昌之助
• 通讯作者: 松下昌之助

微小血管系診断システムに関する物理的特性評価

微血管诊断系统的物理特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 兵藤一行;亀沢知夏;松下昌之助
• 通讯作者: 松下昌之助