2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a micro RI dynamic imaging system for living cells
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16K12886
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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) |
金子 純一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90333624)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 医用画像 / バイオイメージング / 核医学 / 細胞イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
患者由来の人工多能性幹細胞（iPS細胞）から成熟細胞へ分化させて病態をモデル化し、治療法開発・創薬とつなげる研究が注目されている。しかし、この病態再現ヒト細胞の様々な注目分子動態を、定量的に評価する方法はまだ確立していない。そこで、非侵襲的分子イメージング法である核医学診断法を応用した「マイクロRI動態イメージング」へ挑戦した。核医学診断法の解像度はmmオーダーが原理的限界であるのに対して、細胞単位の解析に必要な10ミクロンオーダーの解像度をどのように達成するかが挑戦のポイントであった。具体的には、シンチレータによるβ線トラック計測を基本として、（１）超薄膜シンチレータの開発と、（２）シンチレーション光の光学カメラ撮像に挑戦し、システムのコンセプト実証を行った。
試作装置では、150ミクロン厚のCsI（ヨウ化セシウム）シンチレータを用いた。このシンチレータ後部には、直径6ミクロンの光ファイバーアレイが光学接着されており、シンチレーション光はこれを介して出力される。また、イメージングセンサには、蛍光観察等に特化したscientific-CMOS（ORCA-Flash 4.0 V2, 浜松ホトニクス）を採用した。カメラレンズには、明るさの優れたハイスピードイメージングレンズ（1-22130, NAVITOR）を採用し、作動距離や倍率を調整し、且つ感度の向上を図った。
試作装置による実験から、要求される3.5Mbq/ml付近でのイメージングが可能であることがわかった。また、更なる空間分解能や感度の向上に向け、シミュレーションによるシンチレータ仕様の検討を行い、GPSではCsIの2.5倍の応答が期待できるとわかった。
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