Locally magnified ultra-high resolution in vivo molecular function imaging in 3D X-ray fluorescence CT

我々は、放射線同位元素を使用せずに、同様の機能画像が得られる装置として、X線で励起した特定の物質からの蛍光を利用する３次元蛍光X線CT(Computed Tomography)を開発してきた。従来、CTでは被写体全体を視野内に含む必要があるとされていたが、蛍光X線CTで、視野サイズとX線の照射領域を一致させれば、局所領域を正確に画像化できると考えられる。このとき、ピンホールコリメータを近接使用すれば、拡大撮像により解像度を大幅に改善できる。本研究では、ピンホールコリメータを用いた蛍光X線CTで、視野サイズとビームサイズを一致させた局所領域拡大撮像システムを構築し、シミュレーションと実験によりその可能性を明らかにする。本年度は、放射線計測用モンテカルロシミュレーションソフトウェア(Geant4)の動作環境を構築し、Geant4で蛍光X線CTシステムをシミュレーションするプログラムを作成した。ピンホールコリメータと検出器の位置、およびビームサイズを変更させ、局所領域を拡大した幾何学で、ビームサイズを被写体サイズと同じにした場合と視野サイズと同じにした場合でシミュレーションを行った。得られた蛍光X線投影データを画像再構成した結果、ビームサイズが被写体サイズと同じ場合CT画像にトランケーションの影響が見られたが、ビームサイズを視野サイズと同じにした場合トランケーションの影響は抑制されていた。シミュレーションによって蛍光X線CTでは局所領域を拡大撮像しても正確な画像が得られる可能性が示された。

我々は、放射線同位元素を使用せずに、同様の機能画像が得られる装置として、X線で励起した特定の物質からの蛍光を利用する３次元蛍光X線CT(Computed Tomography)を開発してきた。従来、CTでは被写体全体を視野内に含む必要があるとされていたが、蛍光X線CTで、視野サイズとX線の照射領域を一致させれば、局所領域を正確に画像化できると考えられる。このとき、ピンホールコリメータを近接使用すれば、拡大撮像により解像度を大幅に改善できる。本研究では、ピンホールコリメータを用いた蛍光X線CTで、視野サイズとビームサイズを一致させた局所領域拡大撮像システムを構築し、シミュレーションと実験によりその可能性を明らかにする。本年度は、放射線計測用モンテカルロシミュレーションソフトウェア(Geant4)の動作環境を構築し、Geant4で蛍光X線CTシステムをシミュレーションするプログラムを作成した。ピンホールコリメータと検出器の位置、およびビームサイズを変更させ、局所領域を拡大した幾何学で、ビームサイズを被写体サイズと同じにした場合と視野サイズと同じにした場合でシミュレーションを行った。得られた蛍光X線投影データを画像再構成した結果、ビームサイズが被写体サイズと同じ場合CT画像にトランケーションの影響が見られたが、ビームサイズを視野サイズと同じにした場合トランケーションの影響は抑制されていた。シミュレーションによって蛍光X線CTでは局所領域を拡大撮像しても正確な画像が得られる可能性が示された。