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医療イメージング応用に向けた高感度3次元コンプトンカメラの開発

Research Project

Project/Area Number 15J05865
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Medical systems
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

岸本 彩  早稲田大学, 先進理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsコンプトンカメラ / 分子イメージング / 3次元画像再構成 / 多核種イメージング
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度開発した医療用コンプトンカメラと画像再構成アルゴリズムを用いて、実際の分子イメージングにおける多核種3次元イメージングに向けた応用検討を行った。
臨床応用に向けたファーストステップとして、マウスを用いた生体内での多核種同時イメージングの実証実験を実施した。生体内において互いに異なる臓器に集積する特徴を持つ131I(364keV)、85Sr(514keV)、65Zn(1116keV)の3核種を一匹のマウス(8週齢)に注入し、麻酔下状態で12方向からデータ測定を行った。測定時間は各10分である。3核種各々のエネルギーピークがスペクトル上で明瞭に確認できるとともに、イメージングの結果から各々の核種が甲状腺・骨・肝臓の標的臓器に正しく集積している様子が確認できた。また撮像後に甲状腺と肝臓を摘出し、集積RI強度の測定を行ったところ、再構成イメージ上の相対強度比は20%以下の精度で再現されていることが確認できた。本カメラの高感度性により、半導体検出器ベースの従来研究では十時間以上を要していたマウス生体撮像から大幅な撮像時間短縮化を実現した。本研究では検出器コスト低減の観点から1台のコンプトンカメラを順次回転させることでマルチアングルデータ取得を行ったが、将来的に複数台のカメラをガントリ状に配置することで測定時間をさらに1/10以下にまで短縮することが可能である。
これらの結果は従来の単色を基調とする核医学診断を脱却し、多様なトレーサーを複合的に用いた新たな画像診断の扉を拓く3次元マルチカラーイメージングの実現可能性を示したものである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Development of a compact scintillator-based high-resolution Compton camera for molecular imaging2016

    • Author(s)
      A.Kishimoto, J.Kataoka, A.Koide et al.,
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A

      Volume: 854 Pages: 656-659

    • DOI

      10.1016/j.nima.2016.06.056

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Demonstration of three-dimensional imaging based on handheld Compton camera2016

    • Author(s)
      A.Kishimoto, J.Kataoka, T.Nishiyama et al.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 10 Issue: 11 Pages: P11001-P11001

    • DOI

      10.1088/1748-0221/10/11/p11001

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 医療用コンプトンカメラによる3次元小動物イメージング2017

    • Author(s)
      岸本彩
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-03-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Demonstration of Multi-Color 3D imaging of Gamma Rays Based on Ultra-Compact Compton Camera2016

    • Author(s)
      A. Kishimoto
    • Organizer
      IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • Place of Presentation
      Strasburg
    • Year and Date
      2016-10-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子イメージング応用に向けた高解像度型コンプトンカメラの開発2016

    • Author(s)
      岸本彩, 片岡淳, 末岡晃紀, 小出絢子, 岩本康弘, 大須賀慎二
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a compact scintillator-based high-resolution Compton camera for molecular imaging2016

    • Author(s)
      A. Kishimoto, J. Kataoka, K. Sueoka, A. Koide, T. Taya S. Ohsuka
    • Organizer
      14th Vienna Conference on Instrumentation
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-02-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of Three-Dimensional Imaging with Scintillator-Based Handheld Compton Camera for Molecular Imaging2015

    • Author(s)
      A. Kishimoto, J. Kataoka, T. Nishiyama, T. Taya, S. Kabuki
    • Organizer
      17th International Workshop on Radiation Imaging Detectors
    • Place of Presentation
      Hamburg, Germany
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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