三光子同時測定によるフリーモーションPET装置の実現

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K12662
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三宅 正泰 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助手 (40282016)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 四月朔日 聖一 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助手 (30210967)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: PET / モンテカルロシミュレーション / 三光子消滅

Outline of Annual Research Achievements

三光子同時計測の原理に基づくPET画像動き補償法の提案が行われた。この手法は被検者を拘束せずに検査するモーションフリーPET検査を可能にする。これは、従来のPET装置が2本の511keVの消滅光子を同時に計測する原理に基づいており、3光子崩壊を無視していたのに対し、新たなPET応用として3光子崩壊の可能性を探求した。
研究では、まず計算機シミュレータを用いて実験を行い、内臓の動きを模擬できるファントムを作成する。このファントムを用いて提案手法の実証や動き検出精度の評価を行うさらに、実際のPET装置での内臓の動き検出手法の開発を目指す。撮像条件の最適化を図るために、モンテカルロシミュレータを作成し、提案手法の検証を行う。
実際のPET装置において、線源の位置を測定する装置を用いながら線源の位置を移動し、データ収集を行う。また、PEM（Positron Emission Mammography）を使用しやすいようにデータ収集系とコンピュータの整備も行った。
これらの研究成果は、モーションフリーPET検査の実現に向けた重要な一歩であり、3光子崩壊のPET応用という新たな研究分野の開拓に貢献するものである。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

予定していたPEM装置の故障により、装置の修理および改造の必要性が生じた。装置の点検を行ない修理に必要な部品の調達や、改造計画、技術的な課題の解決に向けて、検討を行う。

Strategy for Future Research Activity

三光子消滅PETのためのモンテカルロシミュレーションのソフトウェアおよびハードウェアの両面の整備を進める。ソフトウェアのアルゴリズムを最適化し、ハードウェアの性能向上を図る。異なる条件下でのシミュレーションを行うための環境整備もおこなう。
予定していたPEM装置の故障により、装置の修理および改造の必要性が生じた。装置の点検を行ない修理に必要な部品の調達や、改造計画、技術的な課題の解決に向けて、検討を行う。

Causes of Carryover

進捗遅れのため経費使用も遅れた。