2018 Fiscal Year Research-status Report
デジタル半導体PET装置による被曝低減・定量精度向上を担保した画像構築法の開発
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18K18412
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
孫田 惠一 北海道大学, 大学病院, 副放射線技師長 (20636419)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | PET / デジタル半導体素子 / 定量精度 / 放射線被曝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PET検査は画質および定量精度の担保が重要である一方で、ガンマ線による放射線被曝を伴う。これまでに、様々な条件下において画質と定量精度を担保した画像構築法が考案されてきた。しかし、被曝線量の低減はPET装置の性能に大きく依存するため、従来型PET装置では十分な研究成果を上げられていない。本研究は高いガンマ線検出感度を持つデジタル半導体素子を搭載した最新型PET装置を用いて、定量精度を担保した上での被曝線量低減へ向けた臨床画像構築法の開発が目的である。
初年度は、ヒトの脳、体幹部を模した人体模型ファントムに対するPET撮像を行い、そのデータから投与放射能量と画質評価指標との関連を調査することで、最適なPET撮像条件および画像再構成条件を見出すための基礎的な研究を行った。評価は従来の光電子増倍管を搭載したPET装置と比較することで行った。画像再構成アルゴリズムの種類、吸収/散乱補正法、ピクセルサイズ、逐次近似画像再構成における繰り返し計算回数や平滑化フィルタ、そしてTime-of-flight測定の有無を変化させ様々なパターンにおける画像を作成した。物理的評価は、主に空間解像度、コントラスト、画像ノイズ、コントラスト/ノイズ比を用いた。
結果として、ヒトの脳、体幹部を模した人体模型ファントムそれぞれにおける最適な画像再構成条件を見出すことができた。しかし、初年度においてはFDGが投与される通常条件（4.5 MBq/kg）を想定した条件でのみの検討となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画において、初年度は人体模型ファントムを用いた基礎的な検討と健常ボランティアによる確認試験を行う予定であった。しかし、本装置の導入が計画段階より大幅に遅れた。そのため最新型PET装置では人体模型ファントムを用いた一部の基礎的な検討のみの実施を行った。それ以外にも装置開発者との定期的な意見交換を行うことでその後の研究をより迅速に行うための方策を検討した。また、比較対象となるPET装置は既に設置されているため、この装置における物理実験を先行して実施することで更なる研究の迅速化を計った。
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| Strategy for Future Research Activity |
既にデータ収集を終えたファントム画像を用いて、収集時間を変化させることで少ない放射能量での撮像をシミュレートし、初年度に行った物理実験を行う。解析の終了したデータを順次加え、学会発表あるいは論文による公表を進める予定である。また、健常ボランティアに対して18F-FDGおよび15O-H2O PET撮像を行うことで、ファントム実験で得られた結果の検証を行う。その後、担癌患者および虚血性心疾患を有する患者群に対しても同様の検討・評価を行う。
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| Causes of Carryover |
最新型PET装置導入後に購入予定であった装置校正用線源は、また使用しない状況であり初年度での購入は見送ったためである。次年度以降には同線源が必要となるためその際に購入予定である。
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