2017 Fiscal Year Research-status Report
TOF計測とDOI計測の両立が可能なPET用次世代検出器の開発
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17K18378
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
田久 創大 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, 研究員(任非) (60796473)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | PET / 放射線検出器 / DOI / TOF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、がん診断等に活躍するPET（陽電子断層撮影法）装置の画質（解像度と感度）改善に向けて、ガンマ線飛行時間差（time-of-flight: TOF）計測技術と三次元放射線位置（depth-of-interaction : DOI）計測技術の両立が可能である実用的なPET検出器の開発を進めている。
初年度は、短冊状シンチレータの片端光読み出し方式および両端光読み出し方式に関して、製品として入手可能な受光素子モジュールを用いた原理実証実験を行った。シンチレータについては、TOF 用として優れた性能を収めているLYSO・LFS シンチレータを用いた。それらの長さ（5 mm, 10 mm、15 mm、20 mm等）を変えた検討に加えて、表面研磨状態や結晶間材料（反射材の種類や挿入パターン）を変えた実験を行った。また受光素子については、TOF 用受光素子として実績の多いSiPM として、浜松ホトニクスMPPCモジュールを採用した。MPPCの有効受光面サイズ（3 x 3 mm2, 4 x 4 mm2, 6 x 6 mm2）やサブピクセルサイズ（25 μm, 50 μm, 75 μm）、及びそのモジュールのデータ処理方式などを変えた検討を行った。
結果として、片端光読み出し方式に関しては、DOI分解能5 mm（4層DOI相当）程度で500 ps前後のTOF分解能が得られた。また両端光読み出し方式に関しては、同じくDOI分解能5 mm程度で200 ps台のTOF分解能が得られた。
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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
本研究で考案中の検出器構造に関して、初年度で予定していた実験が概ね完了したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
検出器構造の最適化を行う。特に結晶アレイの構造や、シンチレーション光を効率よく受光素子に導くライトガイド、MPPC をベースにしたコンパクトなモジュールの新規開発等について検討する。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた実験機器の一部において、所属ラボ所有のもので代用可能な見込みが立ったため。しかし提案する検出器構造に適した受光素子モジュールの開発に当初予想よりコストがかかることが判明したため、それにこの費用を充てることにした。
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