2018 Fiscal Year Annual Research Report
Proof of the next generation PET concept "Whole Gamma Imaging"
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16H02641
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
山谷 泰賀 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 計測・線量評価部, チームリーダー(定常) (40392245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅 幹生 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (00294281)
高橋 浩之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70216753)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 核医学 / PET / コンプトンカメラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん診断等で注目を集めるポジトロンCT（PET）はその誕生以来40年間改善が続けられてきた。一方、微小がん・脳内異常たんぱく質の超早期検出や再生医療の可視化など、近年高まる個々の細胞の生体内挙動を追跡するニーズに応えるためには、新しい原理の診断法の発明が求められる。そこで本研究では、Whole Gamma Imaging（WGI）コンセプトを提案し、世界初の実証を目指した。
WGIは、ガンマ線のすべてを計測して画像化に使うことで、ごく微量の体内物質でもリアルタイムに3次元画像化する。具体的には、Sc-44などβ+崩壊とγ線放出がほぼ同時に起こる3γ核種の利用と、コンプトンカメラ兼PET検出器の新規開発とそのリング状配置がポイントである。511keVの消滅放射線ペアとほぼ同時に1157keVの単一γ線をほぼ100%の確率で発生する半減期約4時間のSc-44は、理想的なWGI核種である。消滅放射線ペアの同時計数により限定される線分と、単一γ線のコンプトンイメージングによる円錐表面の交点から、たった1回の崩壊でも核種位置を特定できる。
PET検出器リング（内径66cm、体軸長22cm、2.9x2.9x7.5mm GSOZ結晶の16x16x4層配置のDOI検出器）に散乱検出器リング（内径20cm、体軸長5cm、1.0x1.0x6.0mm GAGG結晶の24x24アレイ）を組み込んだWGI試作機を開発した。そして、1274keVガンマ線を放出する3γ核種である22Naを中心から8cm離れた位置において、3γモードで同時計数線上にプロットしたところ、半値幅で7.7mmの位置特定性能が得られた。単純逆投影（画像再構成なし）としては優れた位置特性性能が得られたが、今後さらなる精度向上に向けて検出器エネルギー分解能の改善が必要であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Dose reconstruction from PET images in carbon ion therapy: a deconvolution approach2019
Author(s)
T. Hofmann, M. Pinto, A. Mohammadi, M. Nitta, F. Nishikido, Y. Iwao, H. Tashima, E. Yoshida, A. Chacon, M. Safavi-Naeini, A. Rosenfeld, T. Yamaya, K. Parodi,
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Journal Title
Physics in Medicine & Biology
Volume: 64
Pages: 025011-1~15
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Monolithic LaBr3(Ce) absorber and segmented GAGG scatter detectors in a Compton camera arrangement for medical imaging2018
Author(s)
S. Liprandi, S. Takyu, T. Binder, G. Dedes, K. Kamada, M. Kawula, R. Lutter, F. Nishikido, I. I. Valencia, R. Viegas, T. Yamaya, K. Parodi, P. G. Thirolf
Organizer
2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Dose Quantification in Carbon Therapy using In-Beam Positron Emission Tomography2018
Author(s)
H. J. Rutherford, A. Chacon, S. Guatelli, Y. Iwao, H. Tashima, E. Yoshida, F. Nishikido, A. Kitagawa, M. Nitta, S. Takyu, G. Akamatsu, T. Hofmann, A. Mohammadi, K. Parodi, T. Yamaya, M. - C. Gregoire, A. B. Rozenfeld, M. Safavi-Naeini
Organizer
2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Validation of Geant4 Monte Carlo Toolkit Physics Models for Use in Heavy Ion Therapy2018
Author(s)
A. Chacon, H. J. Rutherford, A. Mohammadi, T. Yamaya, G. Akamatsu, Y. Iwao, H. Tashima, M. Nitta, S. Takyu, F. Nishikido, A. Kitagawa, T. Hofmann, M. Pinto, K. Parodi, M. - C. Gregoire, A. B. Rozenfeld, S. Guatelli, M. Safavi-Naeini
Organizer
2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Int'l Joint Research
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