2020 Fiscal Year Research-status Report
新規核種95-Tcを用いた次世代医療用ガンマ線カメラの臨床仕様化へ向けた基礎開発
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19K08236
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
株木 重人 東海大学, 医学部, 講師 (00402777)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西嶋 恭司 東海大学, 理学部, 教授 (40202238)
初川 雄一 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 専門業務員(任常) (40343917)
櫛田 淳子 東海大学, 理学部, 教授 (80366020)
国枝 悦夫 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 客員教授 (70170008)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガンマ線カメラ / 核医学 / 医学物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射性薬剤を人間に投与して患部を画像化する核医学診断は、患部の状態を定量的な診断を可能にする現代医療に置いて必須の技術である。また核医学用ガンマ線カメラはマイクロドージング技術を通して創薬の臨床試験にも貢献も期待されている。その一方で臨床使用されているガンマ線カメラは高性能であるが、撮像できるエネルギー領域が限られ新しい放射性薬剤の開発も困難である。そこで我々は電子飛跡検出型コンプトンカメラ (ETCC: Electron-Tracking Compton Camera)の開発を推進している。ETCCは計測できるエネルギー範囲が160 - 2000 keVと非常に広い特徴を持つ。このカメラが実用化されれば世界のがん医療にとって非常に大きな福音になることは間違いない。本研究は、これまでに小動物の多核種同時画像化試験等の原理実証は済んでおり臨床仕様機の基礎開発を開始している。本申請では ①コンパクトタイプETCCモジュールの高速データ収集システムの構築（kHz≦）と、②広いエネルギー範囲での散乱/吸収補正の実装、③新規核種95-Tc (20時間、766 keV)を用いた試薬の定量的な画像化(≦10% )を目標とする。この目標が達成されれば臨床仕様に大きく近づく。
本年度は、現状のETCCの検出器のデータ収集率の改善をおこった。原理実証機は汎用回路を用いため処理速度がミリ秒程度掛かり大変遅かったため、本申請では更にGigabit読み出し基盤に移行してETCCへ実装した。この改良で現在の数10Hz程度のデータ収集率から、kHzを超える収集率になるが、この移行に加えて読み出しのプログラムの改良を行なった。将来的には、本申請で開発するETCCモジュール10台を円環状に構築すると原理実証機の100倍のデータ収集率が見込まれ、実臨床のガンマ線カメラと同等のデータ収集率となる。
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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
本年度は外部の施設へ出張ができず、テクネチウムの計測実験ができなかったため生物実験ができず当初のステレオ計測での生体イメージングができなった。一方で検出の精度管理等が進み最終年度に向けて時間をかけた機器調整ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は最終年度となり95-Tcの画像化試験を推進する。加えてステレオ計測の画像再構成を調整する。本申請では原子力研究所において95-Moから加速器を用いて生成する95-Tc (半減期20時間、766keV)を提案している。このエネルギーはPET/SPECTでは画像化できないが、本申請で提案するETCCであれば画像化が可能である。今後は95-Tcの試薬への標識も視野に入れ医学的な評価を行う。
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| Causes of Carryover |
本年度は予定していた外部施設での生物実験が２回とも行うことができなかった。このため出張費と機器運送費が余り、繰越とした。次年度も継続して外部施設での実験を予定するが、困難な場合は今後の解析手法で予備的に研究を開始している機械学習を用いたデータ選別手法の構築を行うためにGPUを搭載したコンピュータを購入し高精細かつ定量的な画像を描出を行う。
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