Fundamental study for development of a large field of view general-purpose SPECT using a new semiconductor detector

• Project/Area Number: 16K09008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Medical Physics and Radiological Technology
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Nagano Nobumichi 東北大学, 工学研究科, 助教 (60757673)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 誠治 純真学園大学, 放射線技術科学科, 教授 (00617350) ; 人見 啓太朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60382660)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 核医学 / SPECT / 半導体検出器 / 臭化タリウム検出器 / マルチピクセル検出器 / 高エネルギー分解能 / ＳＰＥＣＴ / 放射線 / 計測工学 / 結晶工学 / 社会医学

Outline of Final Research Achievements

A fundamental study was performed for developing large field of view general-purpose SPECT systems using a TlBr semiconductor detector. TlBr is a compound semiconductor suitable for fabricating low-cost and high-performance detectors. A large-area pixelated TlBr detector was fabricated in this study. The detector had the area of 14 mm x 14 mm on which 4 x 4 pixel electrodes (pixel size of 2 mm x 2 mm) were constructed. The thickness of the detector was 3 mm. The detector successfully detected gamma-rays from a 137Cs radiation source.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では核医学診断装置であるSPECTの高空間分解能化を実現するために、化合物半導体である臭化タリウム結晶を用いた新しい検出器の開発を行った。結晶育成、検出器の製作、検出器の評価および改善を行い、結晶サイズが14 mm x 14 mm x 3 mmであり、画素サイズが2 mm x 2 mmの大面積ピクセル型検出器の開発に成功した。本研究の成果は全身の検査に応用できる高性能SPECT装置の実現に繋がるものである。

Research Products

• [Presentation] The Development of New Semiconductor Detectors Using Thallium Bromide for Single-Photon Emission Computed Tomography - Performance evaluation of a cylindrical large crystal of 1 inch in diameter (2018)
  • Author(s): Nobumichi Nagano, Keitaro Hitomi, Seiji Kawamura, Toshiyuki Onodera, Tatsuya Ito, Seong-Yun Kim, Keizo Ishii
  • Organizer: 日本放射線技術学会第74回総合学術大会
• [Presentation] 臭化タリウム（TlBr）を用いた新しいSPECT用検出器の開発= 大面積ピクセル型の検出器の製作= (2018)
  • Author(s): 長野宣道、人見啓太朗、河村誠治、小野寺敏幸、野上光博、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
  • Organizer: 日本放射線技術学会秋季学術大会 第46回秋季学術大会
• [Presentation] SPECT用半導体検出器の製作＝結晶育成からの臭化タリウム検出器製作＝ (2018)
  • Author(s): 長野宣道，人見啓太朗，河村誠治，小野寺敏幸，野上光博，伊藤辰也，金聖潤，石井慶造
  • Organizer: 日本放射線技術学会近畿支部 第62回学術大会
• [Presentation] The Development of New Semiconductor Detectors Using Thallium Bromide for Single-Photon Emission Computed Tomography - Performance Evaluation of the Multi-Pixel Detector - (2017)
  • Author(s): Nobumichi Nagano, Keitaro Hitomi, Seiji Kawamura, Toshiyuki Onodera, Tatsuya Ito, Seong-Yun Kim, Keizo Ishii
  • Organizer: 第73回日本放射線技術学会総会学術大会
• [Presentation] SPECT用半導体検出器 -大型結晶の育成- (2017)
  • Author(s): 長野宣道, 人見啓太朗, 河村誠治, 小野寺敏幸, 野上光博, 伊藤辰也, 金聖潤, 石井慶造
  • Organizer: 第45回日本放射線技術学会秋季学術大会
• [Presentation] Feasibility Study of Using Thallium Bromide Detectors for Single Photon Emission Computed Tomography (2017)
  • Author(s): N. Nagano, K. Hitomi, T. Onodera, M. Nogami, S. - Y. Kim, T. Ito, K. Ishii
  • Organizer: 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference 24th Room-Temperature Semiconductor Detector Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新しいSPECT用半導体検出器の安定性評価 (2016)
  • Author(s): 長野宣道, 人見啓太朗, 河村誠治, 小野寺敏幸, 伊藤辰也, 金聖潤, 石井慶造
  • Organizer: 日本放射線技術学会 第44回秋季学術大会
  • Place of Presentation: ソニックシティ 埼玉県さいたま市大宮区桜木町１－７－５
  • Year and Date: 2016-10-13