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2001 Fiscal Year Final Research Report Summary

Conceptual design of next generation PET and improvement on quantity of PET images

Research Project

Project/Area Number 12470191
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Radiation science
Research InstitutionNational Institute of Radiological Sciences

Principal Investigator

MURAYAMA Hideo  National Institute of Radiological Sciences, Department of Medical Physics, Head of Imaging Physics, 医学物理部, 室長 (50166310)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TANADA Shuji  National Institute of Radiological Sciences, Department of Medical Imaging, Head of Medical Imaging, 画像医学部, 部長 (40116950)
KAWAI Hideyuki  Chiba University, Department of Physics, Associate Professor, 理学部, 助教授 (60214590)
HANEISHI Hideaki  Chiba University, Department of Information and Image Sciences, Associate Professor, 工学部, 助教授 (20228521)
HASEGAWA Tomoyuki  Kitasato University, Department of Allied Health Sciences, Assistant, 医療衛生学部, 助手 (10276181)
OBI Takashi  Tokyo Institute of Technology, Imaging Science and Engineering Laboratory, Assistant, 工学部, 助手 (40280995)
Project Period (FY) 2000 – 2001
KeywordsPET / nuclear medicine / Instrumentation for diagnosis / scintillation detector / coincident count / radioisotope / image reconstruction / medical imaging
Research Abstract

Conceptual design of the next generation PET with both high sensitivity and high spatial resolution has been performed. The method for eliminating the parallax error without reducing sensitivity is to use the detector module that measures the depth of interaction (DOI) of incident gamma rays. A detector unit using a depth encoding scheme was designed and constructed for trial. The unit consists of four Gd_2SiO_5:Ce(GSO) crystal blocks in a 2x2 array coupled to a position-sensitive photomultiplier tube (PS-PMT) having metal channel dynodes and 4x4 multi-anodes. Our proposed detector should be a very reliable and simple solution suitable for volume PET devices since the proposed depth encoding scheme is constructed with all the same crystal elements and does not need additional photo-detectors nor a combination of different types of scintillators. We have estimated count rate properties of the next generation PET scanners based on the GSO detector with DOI capability using a large area PS-PMT. The proposed detector unit consists of 64 crystal blocks with four stages of 2x2 GSO arrays coupled to a 52 mm square PS-PMT which has small dead space. With appropriate light control in the crystal block, DOI information can be obtained using simple Anger-type positioning logic. Thus dead time factors can be calculated using a count rate model with standard acquisition architecture. Compton and photoelectric interactions in the scintillator and uniform cylindrical phantoms were tracked by Monte Carlo simulation programs. The preliminary results suggest that, compared to current PET scanners, high noise equivalent count rate can be obtained by the proposed scanner designs despite the relatively large size of the detector module. The count rate performance can be improved by the reduction of single events that cause block dead time losses at the cost of a slight decrease in sensitivity.

  • Research Products

    (52 results)

All 2004 2002 2001 2000

All Journal Article (47 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Depth-of-Interaction情報を用いた代数的な2次元PET画像再構成2004

    • Author(s)
      山谷泰賀
    • Journal Title

      医学物理 21(4)

      Pages: 221-223

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Monte Carlo simulation for PET scanners and shields2001

    • Author(s)
      Hasegawa, T.
    • Journal Title

      Jap.J.Med.Phys 21(3)

      Pages: 174-186

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PET用シンチレーション検出器開発:測定システム2001

    • Author(s)
      稲玉直子
    • Journal Title

      第48回応用物理学関係連合講演会講演予稿集第1分冊

      Pages: 121-121

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PET用シンチレーション検出器開発:深さ位置情報2001

    • Author(s)
      尾身健児
    • Journal Title

      第48回応用物理学関係連合講演会講演予稿集第1分冊

      Pages: 121-121

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET用DOI検出器開発(1)DOI原理2001

    • Author(s)
      尾身健児
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.2)

      Pages: 13-16

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET用DOI検出器開発(2)測定システム2001

    • Author(s)
      稲玉直子
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.2)

      Pages: 17-20

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET用DOI検出器開発(3)光学的条件2001

    • Author(s)
      梅原隆哉
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.2)

      Pages: 21-23

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET用ボディーシールドの実験的評価2001

    • Author(s)
      長谷川智之
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.2)

      Pages: 24-25

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 正確な観測モデルに基づく3次元DOI-PET画像再構成2001

    • Author(s)
      山谷泰賀
    • Journal Title

      JAMIT2001抄録集 PA3

      Pages: 13-13

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PET用ASIC信号処理系の検討2001

    • Author(s)
      Deng Zhi
    • Journal Title

      2001年原子力学会秋の大会予稿集第一分冊

      Pages: 225-225

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET用DOI検出器開発:異なる蛍光減衰時間の結晶配列2001

    • Author(s)
      尾身健児
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.3)

      Pages: 200-202

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET用DOI検出器開発:直列結晶配列2001

    • Author(s)
      梅原隆哉
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.3)

      Pages: 196-199

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET用DOI検出器開発:U字型結晶配列2001

    • Author(s)
      笠原竹博
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.3)

      Pages: 203-205

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 計算機シミュレーションを用いた位置検出器-PETディテクタの特性解析(II).2001

    • Author(s)
      山田暁
    • Journal Title

      医学物理 21(sup.3)

      Pages: 206-209

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Count rate performance simulations for next generation 3D PET scanners2001

    • Author(s)
      Kitamura, K
    • Journal Title

      Proceedings of the Ninth EGS4 Users' Meeting in Japan, KEK Proceedings 2001-11

      Pages: 108-114

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PETのためのCe濃度の異なるGSOを用いたDOI検出器2001

    • Author(s)
      稲玉直子
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 581-581

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PET用DOI検出器の設計のための計算機シミュレーション2001

    • Author(s)
      山田暁
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 582-582

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 超高分解能動物PETのためのLGSO検出器の試作2001

    • Author(s)
      山本誠一
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 582-582

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PETの要素技術:シンチレータと光電子増倍管2001

    • Author(s)
      村山秀雄
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 581-581

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PETにおいて大面積PS-PMTを使用した装置の計数率特性シミュレーション2001

    • Author(s)
      北村圭司
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 581-581

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PET装置:視野外放射能シールドの検討2001

    • Author(s)
      長谷川智之
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 581-581

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PET用ASIC信号処理系の検討2001

    • Author(s)
      Deng Zhi
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 581

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PET装置:粗セプタによる散乱補正法の検討2001

    • Author(s)
      長谷川智之
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 581

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PETにおけるリストモードデータからの動態機能画像再構成2001

    • Author(s)
      小尾高史
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 582-582

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 次世代PETにおけるリストモードデータからの動態機能画像再構成2001

    • Author(s)
      山谷泰賀
    • Journal Title

      核医学 38(5)

      Pages: 582-582

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] A depth of interaction detector for PET with DSO crystals doped with different amount of Ce2001

    • Author(s)
      Inadama, N
    • Journal Title

      2001 IEEE Med.Imag.Conf.Record M2

      Pages: 3-3

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Count rate analysis of PET scanner designs based on a GSO depth of interaction detector with a large area-PS-PMT2001

    • Author(s)
      Kitamura, K
    • Journal Title

      2001 IEEE Med.Imag.Conf.Record M5A

      Pages: 7-7

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] A phantom and simulation study on body-shields to cope with radioactivity outside the field of view in 3D PET2001

    • Author(s)
      Hasegawa, T
    • Journal Title

      2001 IEEE Med.Imag.Conf.Record M5A

      Pages: 22-22

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Development of a LGSO detector using a Tapered fiber for a high-resolution animal PET2001

    • Author(s)
      Yamamoto, S
    • Journal Title

      2001 IEEE Med.Imag.Conf.Record M9A

      Pages: 21-21

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Monte Carlo simulation for depth encoding multicrystal detector for PET2001

    • Author(s)
      Haneishi, H
    • Journal Title

      2001 IEEE Med.Imag.Conf.Record M13A

      Pages: 15-15

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] A Monte-Carlo simulation study on coarse septa for scatter correction in 3D PET2001

    • Author(s)
      Hasegawa, T
    • Journal Title

      2001 IEEE Med.Imag.Conf.Record M13B

      Pages: 22-22

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Clustering algorithm with adaptive shaping method for CdZnTe detectors2001

    • Author(s)
      Nakamura, A
    • Journal Title

      Proc.12th Int.Workshop Room-temperature Semiconductor X- and Gamma-ray Det R9

      Pages: 2-2

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PET-次世代装置の開発2001

    • Author(s)
      村山秀雄
    • Journal Title

      新医療

      Pages: 113-117

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PETの原理とその応用2001

    • Author(s)
      村山秀雄
    • Journal Title

      原子力百科事典ATOMICA

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 最新のPET装置、技術の発展状況2001

    • Author(s)
      村山秀雄
    • Journal Title

      第38回理工学における同位元素・放射線研究発表会要旨集

      Pages: 212-215

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Monte Carlo simulation for PET scanners and shields.2001

    • Author(s)
      Hasegawa, T., Michel, C., Murayama, H., Yamaya, T., Matsuura, H., Tanada, S.
    • Journal Title

      Jpn.J.Med.Phys. 21(3)

      Pages: 174-186

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] A depth of interaction detector for PET with DSO crystals doped with different amount of Ce.2001

    • Author(s)
      Inadama, N., Murayama, H., Omura, T., Yamashita, T., Yamamoto, S., Ishibashi, H., Kawai, H., Omi, K., Umehara, T., Kasahara, T.
    • Journal Title

      2001 IEEE Nucl.Sci.Symp.Conf.Record. (ISBN 0-7803-7324-3)

      Pages: M2-3

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Count rate analysis of PET scanner designs based on a GSO depth of interaction detector with a large area PS-PMT.2001

    • Author(s)
      Kitamura, K., Amano, M., Murayama, H.
    • Journal Title

      2001 IEEE Nucl.Sci.Symp.Conf.Record. (ISBN 0-7803-7324-3)

      Pages: M5A-7

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] A phantom and simulation study on body-shields to cope with radioactivity outside the field of view in 3D PET.2001

    • Author(s)
      Hasegawa, T, Murayama, H., Matsuura H., Yamaya, T.
    • Journal Title

      2001 IEEE Nucl.Sci.SYmp.Conf.Record. (ISBN 0-7803-7324-3)

      Pages: M5A-22

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Development of a LGSO detector using a Tapered fiber for a high-resolution animal PET.2001

    • Author(s)
      Yamamoto, S, Murayama, H.
    • Journal Title

      2001 IEEE Nucl.Sci.Symp.Conf.Record. (ISBN 0-7803-7324-3)

      Pages: M9A-21

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Monte Carlo simulation for depth encoding multicrystal detector for PET.2001

    • Author(s)
      Haneishi, H., Yamada, K., Takagi, Murayama, H.
    • Journal Title

      2001 IEEE Nucl.Sci.Symp.Conf.Record. (ISBN 0-7803-7324-3)

      Pages: M13A-15

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] A Monte-Carlo simulation study on coarse septa for scatter correction in 3D PET2001

    • Author(s)
      Hasegawa, T., Tanaka, E., Yamashita, T., Watanabe, M., Yamaya, T., Murayama, H.
    • Journal Title

      2001 IEEE Nucl.Sci.Symp.Conf.Record. (ISBN 0-7803-7324-3)

      Pages: M13B-22

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Design of a depth of interaction detector with a PS-PMT for PET.2000

    • Author(s)
      Murayama, H., Ishibashi, H., Uchida, H., Omura, T., Yamashita, T.
    • Journal Title

      IEEE Trans.Nucl.Sci. 47

      Pages: 1045-1050

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] A study of external end-shields for PET.2000

    • Author(s)
      Hasegawa, T., Michel, C., Kawashima, K., Murayama, H., Nakajima, T., Matsuura, H., Wada, Y.
    • Journal Title

      IEEE Trans.Nucl.Sci. 47

      Pages: 1099-1103

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Algebraic PET reconstruction with pre-computed, reconstruction operators using subsets of sensitivity functions.2000

    • Author(s)
      Yamaya, T., Obi, T., Yamaguchi, M., Kita, K., Ohyama, N., Murayama, H.
    • Journal Title

      IEEE Trans.Nucl.Sci. 47

      Pages: 1670-1675

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] A 2D/3D, hybrid PET scanner with rotating partial slice-septa and its quantitative procedures.2000

    • Author(s)
      Tanaka, E., Hasegawa, T., Yamashita, T., Okada, H., Murayama, H.
    • Journal Title

      Phys.Med.Biol. 45

      Pages: 2821-2841

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 2.5D Simultaneous Multislice Reconstruction by Series Expansion Methods from Fourier-Rebinned PET Data.2000

    • Author(s)
      Obi, T., Matej, S.Lewitt, R.M., T.Herman, G.T.
    • Journal Title

      IEEE trans. on Medical Imaging 19[5]

      Pages: 474-484

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Book] 平成13年度次世代PET装置開発研究報告書2002

    • Author(s)
      村田啓
    • Total Pages
      80
    • Publisher
      放射線医学総合研究所発行
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Book] 平成12年度次世代PET装置開発研究報告書2001

    • Author(s)
      村田啓
    • Total Pages
      70
    • Publisher
      放射線医学総合研究所発行
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] GSO単結晶及びPET用シンチレータ2002

    • Inventor(s)
      住谷 圭二, 石橋 浩之, 村山 秀雄, 清水 成宜, 小林 正明, 石井 満
    • Industrial Property Rights Holder
      放射線医学総合研究所, 日立化成工業(株)
    • Industrial Property Number
      P2002-28698
    • Filing Date
      2002-02-05
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光学フィルムの介装方法及び光学セルブロック2002

    • Inventor(s)
      村山 秀雄, 稲玉 直子, 杉田 賢司, 李 容圭
    • Industrial Property Rights Holder
      放射線医学総合研究所, 篠崎製作所
    • Industrial Property Number
      P2002-51082
    • Filing Date
      2002-02-27
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 放射線3次元位置検出器2001

    • Inventor(s)
      村山 秀雄, 田中 榮一, 山下 貴司
    • Industrial Property Rights Holder
      放射線医学総合研究所, 浜松ホトニクス
    • Industrial Property Number
      P2001-208251
    • Filing Date
      2001-07-09
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

URL: 

Published: 2006-07-11  

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