放射光によるX線暗視野法の関節リウマチ早期画像診断への応用

同步辐射X射线暗视野法在类风湿性关节炎早期影像诊断中的应用

• 批准号: 18790900
• 负责人: 島雄 大介
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Ibaraki Prefectural University of Health Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18790900/
• 关键词: 放射光; イメージング; 関節リウマチ; X線光学系; トモシンセシス

Photon Factory BL14Bに「厚さ可変型アナライザー」を利用したX線暗視野法用光学系を立上げ,各種アナライザー厚による手指関節のX線暗視野像の描写能を調べた。新たに1.5mm厚と1.8mm厚程度のシリコンウエハの試験をする予定であったが,利用する回折面、X線エネルギーの違いにより当アナライザーの安定性・得られる画質に違いが見られたため,昨年度に製作した0.38mmと1.07mm厚のシリコンウエハを用い,(220)と(440)回折面を利用した場合を評価した。0.38mm厚では,36 keV程度の高エネルギーX線や(440)回折面を利用すると回折曲線の幅が狭くなり,重力によるウエハの歪みが無視出来ず動作が不安定となった。この厚さでは17 keV程度の低エネルギーX線による(220)回折面でのみ実用可能であった。撮影線量の低減を考えると高エネルギーX線が必須で,36 keVのX線では1.07mm厚のもので(220)、(440)回折面ともに動作が良好であった。このとき,(440)回折面の場合は高解像度の関節軟骨像が得られるが縞状の虚像を伴った。(220)回折面では解像度の低下はあったが縞状の虚像は消失した。さらにX線暗視野像では関節軟骨の輪郭が得られ,アナライザーに微小のオフセット角を与えると関節軟骨実質が描写された。今画用いたピクモルサイズ20μm×20μmのX線CCDカメラでは500μm厚程度の人体の指関節の関節軟骨の描写が十分可能であったが,フィルム/スクリーン系に比べ感度が3分の1程度に低下することが明らかとなった。さらに,トモシンセシスの原理を利用すればX線暗視野像の断層像が得られることが判明し,これを追加実験として行った。本研究課題により,関節リウマチの早期画像診断に有用な関節軟骨の投影像・断層像を得るシステムを構築することができた。

Photon Factory BL14B uses the optical system for X-ray dark field method to improve the description of X-ray dark field images of finger joints with various thicknesses. The new 1.5mm thick and 1.8mm thick thin film is used to test the stability and image quality of the film. The film is made of 0.38mm thick and 1.07mm thick film. The film is used to evaluate the use of (220) and (440) folding surfaces. 0.38mm thick, 36 keV high angle X-ray (440) folding surface, use of folding curve amplitude, gravity, tilt, regardless of the movement of the inner instability. The thickness of this film is 17 keV and the X-ray is (220). The X-ray of 36 keV is 1.07mm thick and the movement of the folding surface is good. In the case of a folded surface, a high-resolution articular cartilage image is obtained. (220)The resolution of the folded surface is low and the image is lost. The X-ray dark field images of the articular cartilage were obtained, and the articular cartilage was described in detail. It is very possible to describe the articular cartilage of human finger joints with thickness of 500μm by X-ray CCD of 20 μm×20μm in this drawing. In addition, the principle of the X-ray dark field image is used to determine the distance between the two images. This study aims to establish a new method for early diagnosis of articular cartilage by using projection images and tomographic images

项目成果

Refraction-Enhanced Tomosynthesis of a Finger Joint by X-Ray Dark-Field Imaging

• DOI: 10.1143/jjap.46.l608
• 发表时间: 2007-06
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: D. Shimao;T. Kunisada;H. Sugiyama;M. Ando

Optimization of x-ray dark-field imaging to visualize minute abnormalities in arthropathy

优化 X 射线暗场成像以可视化关节病的微小异常

• 发表时间: 2006
• 期刊: Japanese Journal of Medical Physics Suppl. Vol. 26 No. 3
• 作者: 北山聡明;徳永正弘;他;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao
• 通讯作者: Daisuke Shimao

Refraction-Enhanced Tomosynthesis by X-Ray Dark-Field Imaging

X 射线暗场成像折射增强断层合成

• 发表时间: 2007
• 作者: 北山聡明;徳永正弘;他;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao
• 通讯作者: Daisuke Shimao

On detail Contrast of biomedical object in X-ray dark-field imaging

X射线暗场成像中生物医学物体的细节对比

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc.of the International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation Vol.879
• 作者: 北山聡明;徳永正弘;他;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao
• 通讯作者: Daisuke Shimao

Refraction-Enhanced Tomosynthesis of PIPJ by X-Ray Dark-Field Imaging

X 射线暗场成像折射增强 PIPJ 断层合成

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Medical Physics Suppl Vol.27
• 作者: 北山聡明;徳永正弘;他;Daisuke Shimao;Daisuke Shimao
• 通讯作者: Daisuke Shimao