2017 Fiscal Year Research-status Report
回転型データ収集を不要とする革新的SPECTシステムの開発
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16K09025
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
尾川 浩一 法政大学, 理工学部, 教授 (00158817)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | SPECT / ピンホールコリメータ / 静止型データ収集 / 動態イメージング / モンテカルロ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は心筋SPECTシミュレーションとマルチピンホールコリメータの設計、製作および基礎実験ならびにGPUを用いた画像再構成計算の高速化を行った。
心筋SPECTシミュレーションに関しては、脳SPECTシステムと同様のピンホールコリメータを使うことでコリメータ交換の手間を省けるという臨床実施上の利便性を優先することとした。そのうえでピンホール位置や孔の角度などを最適化する計算を行い、11個のピンホールシステムを採用することとし、平成28年度に作成したプログラムを基本にモンテカルロ計算や画像再構成計算を行った。また、心筋の映像化の場合には、肝臓等に集積した放射性同位元素が再構成画像に擬似集積を発生させる可能性があるので、心筋以外の集積部で発生するガンマ線の影響を検討した。このシミュレーションでは心筋を模擬した数値ファントムであるMCATファントムを用いた。これらの詳細なシミュレーションの結果に基づき、コリメータの設計と製作を行い、実際の臨床SPECT装置に装着し基礎実験を行った。実験には心筋ファントム（京都科学社製）を用い、同時に脳ファントムも利用して、再構成画像から問題点などを検討した。シミュレーションの結果からは、直径2mmのピンホールシステムは収集カウントが少ないのにも関わらず、高精細の画像を再構成できることがわかった。実験では直径5mmのピンホールで感度を重視した画像を得ることに成功した。
また、グラフィックプロセッサユニット（GPU）を用いた画像再構成計算の高速化に関しては、CPUで動作するプログラムを書き換え、高速に画像再構成を行えるようにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の研究計画において、（１）心筋SPECTシミュレーション、（２）マルチピンホールコリメータの設計、製作および基礎実験、（３）GPUを用いた画像再構成計算の高速化を実施する予定であったが、これらの3つの項目をすべて実施することができたので、おおむね順調に進展していると考えている。ただし、マルチピンホールコリメータの製作に関しては、制作費用の関係から３台のガンマカメラすべてに装着できるマルチピンホールコリメータを作ることができなかったので、１個のマルチピンホールコリメータを試作し、これを３つの角度位置においてデータ収集を行い、あたかも３個のマルチピンホールコリメータがあるかのような形態にして実装した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度はマルチピンホールSPECT画像の画質の改善と動態解析法の開発を行う予定である。ここで画質の改善に関しては、SPECTではガンマ線の吸収、散乱、コリメータの開口などの影響により、再構成画像の画質が低下するのでマルチピンホールSPECTシステム用の新たな補正法を検討する。また、同時に3次元動態画像の再構成法および動態解析法を開発する。この動態画像を得るためにはリストモード型の逐次近似画像再構成法を利用する予定であり、時系列的に放射能が移動する動態ファントムを作成し、これより放出されるガンマ線をマルチピンホールコリメータでリストモード収集し、これを使ってリストモードML-EM法によって３次元の動態画像を作成し、これから動態解析を行う上での問題点などを検討する。また、平成30年度は最終年度になるので全体としての研究成果を論文としてまとめ報告する予定である。
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| Causes of Carryover |
平成29年度においてマルチピンホールコリメータを３個製作する予定であったが、見積金額が支払い可能金額より大きかったために断念した。この残金は平成30年度において実験等の消耗品費に充てる予定である。
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