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CdTe半導体検出器を用いたアルファ線放出核種At-211の生体内イメージング

Publicly Offered Research

Project AreaToward new frontiers : Encounter and synergy of state-of-the-art astronomical detectors and exotic quantum beams
Project/Area Number 21H00163
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

桂川 美穂  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任研究員 (70845271)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
KeywordsAt-211 / X線検出器 / 小動物イメージング / 分子イメージング / CdTe半導体検出器 / イメージング / 生体内イメージング / 半導体検出器
Outline of Research at the Start

近年、難治性がんの治療法として、アルファ線放出核種を用いた新しいがん治療法が注目を集めている。しかし、アルファ線放出核種は他の放射性プローブと比べて生体内に投与できる量が限られるため、従来の装置では画像化・定量化が難しく、検出器の感度の向上が求められている。本研究では、計画研究C01班で開発が進められているテルル化カドミウム半導体素子を応用することで、生体内の At を可視化する検出器の開発を行い、At の体内動態を定量的に明らかにすることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、計画研究C01班が開発を進めるテルル化カドミウム(CdTe)半導体素子を医学応用し、小動物生体内のAt-211を可視化する高感度X線検出器の開発を行なっている。At-211はアルファ線放出核種の一つであり、アルファ線だけでなく79keVのX線を放出する。そのため、At-211はアルファ線による治療とX線による画像診断を同時に行うことができ、アルファ線治療への利用が期待されている。
2022年度は、前年度にファントムイメージで定量性の検証を行った試作機を用いて、担がんマウスに投与した放射性薬剤を撮像する生体内撮像の実験を行った。At-211は入手の機会が限られているため、一部の実験はTc-99mやI-111, I-125などを用いた。生体内撮像した画像から腫瘍に分布するの放射量を推定し、解剖後のドーズキャリブレータの放射量と比較したところ、実用に十分な精度で一致する結果を得た。At-211を投与した担がんマウスにおいても、数100kBqのAt-211の腫瘍への集積を正しく定量することができた。また、前年度制作した2mm厚CdTe半導体検出器とAt-211に最適化した平行コリメータの性能評価を行なった。ファントムを用いてエネルギー分解能や空間分解能など撮像装置の基本性能と、小動物の臓器の大きさを想定した場合の一様性や定量性、検出感度の検証を行った。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

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

  • [Journal Article] Simultaneous visualization of multiple radionuclides in vivo2022

    • Author(s)
      Atsushi Yagishita, Hideaki Matsumura, Tadashi Orita, Izumi O. Umeda, et al.,
    • Journal Title

      Nature biomedical engineering

      Volume: 2022 Issue: 5 Pages: 640-647

    • DOI

      10.1038/s41551-022-00866-6

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A pure tungsten collimator manufactured using 3D printing tech-nology for the evaluation of 211At radionuclide therapy.2022

    • Author(s)
      Fujii H, Ohnuki K, Takeda S, Katsuragawa M, Yagishita A, Yabu G, Watanabe S, Takahashi T
    • Journal Title

      RADIOISOTOPES

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of a high-sensitivity CdTe semiconductor imager with a parallel-hole collimator2022

    • Author(s)
      Miho Katsuragawa
    • Organizer
      9th Conference of New Developments In Photodetection (NDIP20)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小動物イメージングのための高感度硬X線カメラの開発2022

    • Author(s)
      桂川美穂
    • Organizer
      日本分子イメージング学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a hard X-ray camera for pharmacokinetic study in small animals2022

    • Author(s)
      Miho Katsuragawa
    • Organizer
      13th Congress of the world Federation of Nuclear Medicine and Biology (WFNMB)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of an in vivo imaging system with parallel-hole collimator for pharmacokinetic study2022

    • Author(s)
      Miho Katsuragawa
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] CdTe半導体検出器を用いたAt-211のin vivoイメージング2021

    • Author(s)
      桂川美穂
    • Organizer
      短寿命RI供給プラットフォーム成果報告会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2023-12-25  

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