Basic study of a partial-ring type PET-Compton hybrid imaging system

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K12683
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Hideaki Tashima 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 先進核医学基盤研究部, 主幹研究員 (70572907)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅 幹生 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (00294281) ; 錦戸 文彦 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, 主任研究員 (60367117)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: PET / コンプトンイメージング / 核医学 / ハイブリッド再構成 / 画像再構成 / イベント抽出

Outline of Final Research Achievements

In contrast to a tunnel-like full-ring PET system, partial-ring PET, in which a part of the ring is open, offers easy access to the patient and is expected to have new applications and improved convenience. On the other hand, it has the problem of strong image distortion due to the limited direction of the measured data. In this study, we investigated a new imaging system that can suppress image distortion by using the Compton detector as the part opposite the open area and compensating for the missing directional information using the Compton camera principle. Specifically, we developed a PET/Compton hybrid image reconstruction method and clarified the effect of distortion suppression by simulation. We also clarified the optimal extraction and utilization of measurement events.

Free Research Field

医用画像工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

部分リング型装置で歪みのないPET画像が得られるようになれば、開放部より患者へのアクセスが容易となるため、例えばPET撮像をリアルタイムに行いながら外科手術ができるようになるなど、新たなPETの応用が広がると期待できる。また、MRIに後付けできるアドオンPETを部分リング化することで、患者の上からかぶせるようにセットアップできるようになり、利便性の大幅な向上が期待できる。さらに、本研究で明らかにした測定イベントの最適な抽出方法は、提案装置に限らずPETとコンプトンカメラを組み合わせた様々な装置に適用できるため、今後のハイブリッド型の装置開発にも応用されることが期待される。