抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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目的:X線蛍光コンピュータ断層撮影(XFCT)実験は,典型的にデータ収集のために鉛筆ビームを使用し,それは金ナノ粒子(AuNP)の良好な品質画像をもたらしたが,イメージング時間を延長した。ここでは,高速シートビームXFCTデータ収集を用いるための3つの新しいコリメータ形状を提案した。マルチピンホール,平行および収束コリメータの実現可能性をモンテカルロ研究で調べた。【方法】直径2cm,高さ3cmの円筒形水ファントムを,0.4%~1.6%AuNP濃度の0.5~2mm径のバイアルを含む高さで,FLUKAによりモデル化した。幅0.4mmの15と81keVの単一エネルギーX線シートビームを用いて,30mGyの線量で,それぞれL-シェルとK-シェルXFCTを用いてファントムを画像化した。L-シェルとK-シェルデータ取得のためのコリメータ厚さは,それぞれ3.3と5.1mmであった。最大尤度期待値最大化(MLEM)反復再構成法を用いて,3つのコリメータ形状から生じるXFCT画像を生成した。0.4mmの分解能でX線減衰を補正した。シートビームXFCT画像を,55の並進を用いて生成した鉛筆ビーム幾何学画像に対して比較した。画像品質を評価するために,コントラスト対雑音比(CNR)を各バイアルについて評価した。Rose基準を用いて,各画像で検出可能な最低AuNP濃度を決定した。結果:3つのコリメータ形状タイプの中で,シートビームLシェルとKシェル平行コリメータXFCT画像は,直径2mmのバイアルに対して,それぞれ0.09%と0.08%のAuNP感度限界をもたらした。鉛筆ビームXFCT画像のAuNP感度限界は,LシェルとKシェルXFCTでそれぞれ0.07%と0.01%であった。L-シェル平行コリメータAuNPイメージング感度は,イメージング時間の55倍減少を伴う鉛筆ビーム形状のそれに近づいた。LシェルおよびKシェル平行コリメータXFCT画像に対する1mm直径バイアルに対するAuNP感度限界はそれぞれ0.19%および0.16%であり,鉛筆ビームXFCT画像のそれらはそれぞれLシェルおよびKシェルXFCTに対して0.08%および0.01%であった。残りの2つのコリメータ形状は,より低いCNRとより劣った画質をもたらした。直径2mmのバイアルに対して,LシェルおよびKシェル多重ピンホールコリメータのXFCT画像に対するAuNP感度限界はそれぞれ0.23%および0.52%であり,一方,LシェルおよびKシェル集束コリメータXFCT画像に対して,AuNP感度限界はそれぞれ0.38%および0.13%であった。結論:本研究は,画像処理時間の短縮により鉛筆ビーム画像のレベルに近づくAuNP濃度を検出できる平行配向鉛コリメータを用いた小動物研究のためのシートビームLシェルXFCTイメージングの実現可能性を実証した。Copyright 2018 Wiley Publishing Japan K.K. All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】