2015 Fiscal Year Research-status Report
トレーサブル点状線源を用いる新しいPET装置定量性評価･校正法の先駆的開発
| Project/Area Number |
15K08701
|
|---|
| Research Institution | Kitasato University |
|---|
Principal Investigator |
長谷川 智之 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (10276181)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 陽電子断層撮像法（PET） / 品質管理 / 定量性 / 校正 / 点状線源 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
陽電子放出断層撮像法（PET）は、画像診断や分子イメージング研究等において重要な役割を担っている。その有用性はPET装置の物理特性に関わる品質保証・管理（QA･QC）に支えられ、中でも重要なのが定量性評価・校正である。しかし、ファントムやドーズキャリブレータを用いる従来法はその信頼性と利便性に限界があった。本研究の目的は、定量性評価・校正の信頼性と利便性を格段に向上させるために、研究代表者らが独自に考案したトレーサブル点状線源を用いる新しい定量性評価・校正法の開発を進めることである。トレーサブル点状線源の開発については、利便性の高いアルミ吸収体Na-22タイプに加えて、不確かさ低減と信頼性向上のカギとなるアクリル吸収体Ge-68/Ga-68タイプ点状線源の開発を、モンテカルロシミュレーション法による物理特性評価に基づき、線源製造業者との連携のもとでさらに進め、改良品の試作に至った。なお、線源放射能を増加させるための認証機器化については実現時期可能時期を含めて検討を継続中である。定量性評価･校正プロトコルについては、校正定数の決定法、再構成画像における定量性評価法、装置基本的物理特性の評価法について開発を進めた。とくに、Na-22点状線源を用いる校正定数決定法については、臨床用PET/CT装置2機種に対して長期間にわたり提案手法を適用し続けており、その結果として提案手法の有用性を明らかにした。一方、Ge-68/Ga-68点状線源を用いる評価・校正手法については、多施設複数機種に提案手法を適用してその有用性を明らかにした。その中で、ファントムと点状線源を組み合わせる評価法については、ファントム依存性を示唆する重要な結果が得られており、さらなる研究の展開に期待がかかっている。なお、研究体制についてはほぼ交付申請時の研究実施計画に記載した通りである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
トレーサブル点状線源の開発については、ほぼ交付申請時の研究実施計画どおり、開発対象を2タイプ（アルミ吸収体Na-22タイプとアクリル吸収体Ge-68/Ga-68タイプ）に絞り、モンテカルロシミュレーション法を用いた物理特性評価に基づき、改良品の試作に至った。ただし、線源製造業者との連携のもと最適な仕様の検討に時間をかけたため、支払い時期のみ次年度にずれ込む結果となった。また、2タイプのトレーサブル点状線源の最適な利用法を検討することができた。一方、認証機器化については、線源製造業者との検討を継続中であるが、実施時期について現時点では未定である。定量性評価･校正プロトコルについても、ほぼ交付申請時の研究実施計画どおり、校正定数の決定法、再構成画像における定量性評価法、装置基本的物理特性の評価法、それぞれについて開発を進めることができた。例えば、Na-22点状線源を用いる校正法では、長期間にわたり臨床用PET/CT装置へ提案手法を適用し、研究成果を得た。また、トレーサブル点状線源とファントムを組み合わせる手法につては、新たにファントム依存性を示唆する知見が得られた。研究成果の発表については、国内外の関連学会において、研究協力者を含めて成果発表を行うことができた。原著論文については、主要学術雑誌での掲載に向けて着実に準備を進めた。研究体制についても、ほぼ交付申請時の研究実施計画どおり、連携研究者と研究協力者との連携を着実に展開することができた。以上のとおり、一部の予算執行が次年度へずれ込んではいるものの、当初研究実施計画を着実に進展させ、当初想定していない新たな知見も得られており、総合的に評価すると、当初の研究実施計画に対しておおむね順調に進展していると判断できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の研究活動がおおむね順調に進展したことを受けて、平成28年度以降も基本的には交付申請書の研究実施計画に即して研究を進めることを推進方策とする。すなわち、研究計画は（１）トレーサブル点状線源の開発と認証機器化の検討、（２）定量性評価・校正法の開発、（３）対象機種の拡大と多施設共同研究への展開、以上からなる。（１）については前年度の研究計画を継続して発展させ、モンテカルロシミュレーション法を用いた物理特性評価のもとで、2タイプのトレーサブル点状線源に焦点を絞り改良を進める。また、連携研究者他との共同研究のもとで線源放射能校正法についても不確かさ低減策の検討を進める。認証機器化についても継続して検討を進め、開発状況に応じて最適な線源供給体制を検討する。（２）についても前年度の研究実施計画を継続して発展させる。この中で、モンテカルロシミュレーション法等を用いて提案手法における不確かさ要因の分析をさらに進め、ファントムとドーズキャリブレータを用いる従来法の限界を打破して、定量性評価･校正の信頼性と利便性を向上させる道を開拓する。また、多種多様なPET装置開発が進められるなか、最も基本的な点入力に対するレスポンスとして定量性や装置基本的物理特性を評価できる手法を提供する。（３）については、さらに多くの施設の様々なPET装置へ提案手法を適用しその有効性を検証し、トレーサブル点状線源を用いるこの先駆的研究を多施設横断的な定量性評価・校正法の研究へと発展させる。以上の研究により、臨床・研究の現場におけるPET装置の定量性に関わるQA･QC基盤整備に着実に貢献することを目指す。以上について得られた結果をとりまとめ関連学会の学術大会及び主要学術雑誌において研究成果の発表を行う。さらに、当初予期しない成果や発展の道が開ける場合には、研究計画を柔軟に発展させて研究活動を展開するものとする。
|
| Causes of Carryover |
本研究計画では、トレーサブル点状線源を用いる定量性評価・校正法における不確かさ評価と信頼性向上のため、Ge-68/Ga-68タイプの点状線源が重要な役割を担っている。このため、平成27年度の計画としてアクリル吸収体タイプのGe-68/Ga-68点状線源の改良品を試作する費用を計上していた。しかし、最適な仕様を決定する研究作業に同年12月までの期間を要し、翌年1月に発注したものの、特注製品であるため製造に一定期間が必要となり次年度支払いとなった。また、当初の研究計画で計上していたNa-22点状線源及びMonte Carloシミュレーション用計算機装置の購入については、現有機器の有用性が当初の想定よりも良好であったため、次年度以降に再検討することとした。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度の使用計画は、一部、使用時期が変更となるほかは基本的に当初の研究計画と大きな変更はない。すなわち、研究費の使途として、（１）当初の研究計画で平成27年度予算に計上し、平成27年度に発注済みのGe-68/Ga-68点状線源、（２）当初の研究計画で平成28年度に計上していた点状線源専用円筒ファントム、（３）当初の研究計画で平成27年度に計上していたNa-22点状線源及びMonte Carloシミュレーション用計算機装置については、現有機器の有用性を再検討した上で判断、（４）研究代表者と研究協力者（大学院生及び卒業研究生他）の実験や成果発表、（５）その他消耗品ほかここに明記しない費用、（６）研究の進捗状況や予期しない新たな展開に応じて必要となる費用、以上を見込む。
|
