2020 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced PET detector with function of Compton camera for simultaneous multi-nuclide imaging
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19K20723
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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 先進核医学基盤研究部, 博士研究員(任常) (60796473)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 放射線検出器 / PET / コンプトンカメラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核医学画像診断装置であるPET (positron emission tomography)は、511 keV対消滅光子しか測定できないため、生体の複数の機能を同時に画像化することはできない。そこで本研究では、広範囲のエネルギーの放射線を同時に撮像できる、コンプトンカメラの機能を追加したPET検出器の開発を進めている。
本年度は、コンプトンカメラの散乱体として使う高エネルギー分解能シンチレーション検出器を開発し、画像化実験を行った。2.9×2.9×7.5 mm3のGSOシンチレータ結晶を1層目7×7、2層目8×8配列で光学結合し、2層構造のGSO結晶ブロックを製作した。この結晶ブロックを3 mm角8×8チャンネルの浜松ホトニクス製multi-pixel photon counter (MPPC)アレイモジュールに結合した。検出器のエネルギー分解能を実測したところ、81 keVで23.5%、141 keVで14.7%、202 keVで12.7%、307 keVで11.2%、511 keVで10.4%、662 keVで10.1%と良好なエネルギー分解能値が得られた。
この検出器と、所属ラボの別プロジェクトで開発されたPET検出器（同じサイズのGSO結晶を16×16×4層構造に配列したPET検出器）を吸収体として用いることで、コンプトンカメラ試作機を構成した。Ba-133(主に81 keVと356 keV)、Na-22(511 keVと1275 keV)およびCs-137(662 keV)の３つの点線源を散乱検出器から5 cmの距離に重ねて置き、コンプトンカメラとしての測定を行った。上記エネルギーに相当するウインドウを各々設定し、コンプトンカメラ画像再構成を行った。結果は、Ba-133点線源は画像化出来なかったが、511 keV, 1275 keV, 662 keVの３つのガンマ線を区別して画像化することが出来た。多核種同時撮像が可能なコンプトンカメラ機能を持つPET検出器の開発に成功した。
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