Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

小線源治療 / 陽子線 / 注射針 / 荷電粒子励起X線 / 静電加速器 / 吸収線量 / 陽子ビーム / 特性X線 / 半導体X線検出器 / イオンビーム / ガンマ線 / クーロン励起 / 深部ガン治療 / ガラスキャピラリー / 加速器 / 小角散乱

注射針を患部に刺入して針内部に粒子線を通し,先端の標的に照射してガンマ線を発生し,ガン治療に用いる新しい方法について調べた.予備実験でガンマ線強度が小さいことが判明し,代りに陽子線照射により重金属標的から発生する特性X線を用いた.針の軸出しを精密に行い,内径で決まる値の80%のビーム透過率を得た.先端にAg標的を取り付けてX線を発生させたところ,針の壁の遮蔽効果により目的とするAgの特性X線のみを取り出すことに成功した.

荷電粒子励起特性 X 線 / 静電加速器 / 造影剤 / 動画撮影 / 二波長差分法 / 高コントラスト撮影 / 被ばく線量 / 電子増倍型 CCD カメラ / 荷電粒子励起特性X線 / 陽子ビーム / 二波長差分 / 高コントラスト撮影 / 電子増倍型CCDカメラ / 荷電粒子励起X線放出 / 静電タンデム加速器 / 血管動画撮影 / コントラスト / 重粒子線 / シンチレーター / EMCCDカメラ / 負イオン源 / 特性X線

異なる二種類の金属標的を取り付けた回転式ターゲットをMeV陽子ビームで照射し,造影剤の吸収端前後の異なるエネルギーを持つ準単色パルスX線を交互に発生した.このX線を用いて造影剤入りファントムの透視動画撮影を行った.隣接するフレーム間の差分を取ることで,造影剤のみを強調した動画を再構成することができた.これにより,動画造影法における造影剤濃度とX線被ばく線量を低減できる原理的見通しが得られた.

特性X線 / 陽子ビーム / 静電加速器 / K吸収端 / 造影剤 / イメージングプレート / コントラスト / 単色X線 / 陽子線励起X線放出 / X線ラジオグラフィー

医療用X線撮影において,造影剤元素の吸収端よりややエネルギーの高い単色X線を利用すると,吸収が選択的に強調されコントラストの非常に高い画像が得られる.シンクロトロン放射光を用いれば強い単色X線が得られるが,装置が大型であるため一般の病院等では利用が困難である.一方,小型加速器から得られるMeV陽子ビームを単体標的に照射すると,電子ビームの場合に比べて制動放射がはるかに少ないため,特性X線を主とした準単色のX線が得られる.しかも標的元素を変えればX線エネルギーは可変である.この準単色X線による新しいイメージング技術の実現可能性を調べるため,以下の実験を行った.まず予備実験により,予定していたヨウ素I造影剤とランタンLa標的の組み合わせは,必要な陽子ビームエネルギーが高過ぎることが分かった.そこで,代わりにルテニウムRu造影剤を用いた.Pd,Ag,Cd及びInの各種金属標的を3MeV陽子で衝撃してX線を測定したところ,標的の種類を変えることでRuのK吸収端近傍でX線のエネルギーをきめ細かく調整できることが分かった.アクリル製の試験用ファントムを製作し,血管を模擬した細管内にRu水溶液を封入した.人工的なバックグラウンドとして空気及び水の細管も用意した.このファントムをこれらの準単色X線で照射し,透過画像をイメージングプレートで撮影した.Cd標的の場合,RuのK吸収端直後のエネルギーであるためRuによる吸収が強く,コントラストの強い画像が得られた.しかしファントム内の空気と水がバックグラウンドとして観測された.一方Pd標的を用いるとコントラストは大幅に低下した.これらの画像の差分を取ると,Ru溶液のみが強調されバックグラウンドをほぼ完全に消去することに成功した.これらの結果より,本研究のイメージング手法は,造影剤を用いた高コントラスト透視撮影に原理的に有効であることが分った.

【研究分担者】
長谷川純	東京工業大学	大学院・総合理工学研究科	准教授	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
小川雅生	駒澤大学	医療健康科学部	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
長谷川純	東京工業大学	総合理工学研究科(研究院)	准教授	(Kakenデータベース)
堀岡一彦	東京工業大学	総合理工学研究科(研究院)	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
長谷川純	東京工業大学	原子炉工学研究所	助手	(Kakenデータベース)
小川雅生	東京工業大学	原子炉工学研究所	教授	(Kakenデータベース)