2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of PET scanners with Compton scattering by plastic scintillators

Research Project

Project/Area Number	16H06238
Research Institution	Yamagata University
Principal Investigator	中森健之山形大学, 理学部, 准教授 (30531876)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	PET / コンプトン散乱 / MPPC / シンチレータ
Outline of Annual Research Achievements	プロトタイプ用データ収集システム一式と時間計測基板を製作し、個別の動作確認が完了した。取得した生データをデコードし、必要な物理量を取り出す解析ソフトウェアを全て製作した。全系を一斉に動作させる試験を進めている。散乱体と吸収体を1つずつ、4枚の半導体光センサMPPCで読み出すデータ収集に成功している。しかしMPPCを8枚に拡張しようとした際にトリガロジックのFPGAファームウェアが対応すべき、各センサ基板で成立したヒット条件のANDとORの組みわせの数が、実験の要求に対して不足していることが分かった。書き換えの目処は立っており、今年度の早い段階で修正できると考えている。時間計測基板のテストパルス生成モードで回路系による時間の不定性を評価したところ42 psであった。散乱体の時間分解能を評価するにあたり十分小さく抑えられていることがわかった。また3 mm角のプラスチックシンチレータを使っている散乱体の位置分解能を向上することを目指し、1 mm角のシンチレーションファイバをアレイ状に組んだ。ガンマ線を照射してコンプトン散乱んのイベントデータから、散乱位置の分解ができることを実証した。将来的な検出部の大面積化を視野に入れ、現在使用しているMPPCアレイの4倍の面積を持つモデルと、同面積を持つCe:GAGGアレイを製作した。本研究の成果講評については、査読論文を1件、国際会議の口頭発表が1件、国内招待講演1件、国内ポスター発表1件であった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 開発を計画していたデータ収集系が予定通り全数揃った。全て動作することが確認できている。統合試験がまだ終わっていない点は若干の遅れと言えるが、当初予定していなかったファイバアレイの開発が進んだため、全体としてはおおむね順調と判断できる。
Strategy for Future Research Activity	データ収集系の全系動作を完了させ、プロトタイプによる時間分解能の評価を行う。それに先駆けて全ピクセルに対するエネルギーキャリブレーションとタイムウォーク補正を行う必要がある。ファイバアレイの結果をシミュレーションに取り込み、散乱角の制限が向上することを定量的に評価する。大面積センサの読み出し回路を制作し、エネルギー分解能と位置分解能の評価を行う。