2021 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative gamma-ray imaging based on super-resoluton technique
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20K20923
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
片岡 淳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90334507)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 超解像 / 機械学習 / スパースコーディング / X線ガンマ線イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、とくに小型衛星への搭載を意識したハイブリッド・コンプトンカメラ技術の開発と、これを用いた大気ガンマ線（雷ガンマ線）イメージングへの挑戦を行った。まず、数十キロ電子ボルトのX線からガンマ線を測定可能なハイブリッド・コンプトンカメラを4台製作し(1) ピンホール・モード (2) PETモード (3) コンプトン・モードによる「3次元マルチ・モダリティ」イメージングが実現可能なことを実証した。さらに、散乱成分を用いて線源の奥行方向を推定する、新しい手法を提案した。(Omata et al.2022, Nature Sci.Rep.)。続いて、ハイブリッド・コンプトンカメラの筐体をタングステンからBGOシンチレータに変更することで、視野外から入るバックグラウンドイベントの効率的な除去および、エスケープ・イベントの除去が可能な「アクティブ・シールド」の概念を提案し、得られるX線ガンマ線画像の大幅な画質向上を実証した (Masubuchi et al. 2022, in prep)。大気計測では、同カメラを新潟県十日町市および石川県金沢市に設置することで、雷から生ずるガンマ線の観測を行った。2例のガンマ線グローを検出し、結果については現在検証中であるが、世界で初めて雷ガンマ線のイメージングに成功した可能性が高い。現在プレスリリースの準備を進めている(Kuriyama et al. 2022 in prep.)。最後に、CT画像の鮮鋭化については、撮影時のピッチを半ピッチないしは1/3ピッチずらすことで、解像度が約0.5mmかつS/Nが良い多色CT画像の取得に成功した。
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[Journal Article] Multi-modal 3D imaging of radionuclides using multiple hybrid Compton cameras2022
Author(s)
Akihisa Omata, Miho Masubuchi, Nanase Koshikawa, Jun Kataoka, Hiroki Kato, Atsushi Toyoshima, Takahiro Teramoto, Kazuhiro Ooe, Yuwei Liu, Keiko Matsunaga, Takashi Kamiya, Tadashi Watabe, Eku Shimosegawa & Jun Hatazawa
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 12
Pages: 2546
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Toyoda, T. et al. Performance demonstration of a novel Photon-counting CT for clinical application2022
Author(s)
T.Toyoda, J.Kataoka, M.Sagisaka, M.Arimoto,D.Sato, K.Yoshiura, S.Kobayashi, H. Kawashima, J.Kotoku, S.Terazawa, S.Shiota, M.Ueda
Organizer
16th Vienna Conference on Instrumentation 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] Performance demonstration of multi-modal imaging using hybrid Compton cameras2022
Author(s)
Akihisa Omata, Miho Masubuchi, Nanase Koshikawa, Jun Kataoka, Hiroki Kato, Atsushi Toyoshima, Takahiro Teramoto, Kazuhiro Ooe, Yuwei Liu, Keiko Matsunaga, Takashi Kamiya, Tadashi Watabe, Eku Shimosegawa & Jun Hatazawa
Organizer
16th Vienna Conference on Instrumentation 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] Performance demonstration of multi-modal imaging using hybrid Compton cameras2021
Author(s)
A.Omata, M.Masubuchi, N.Koshikawa, J.Kataoka, H.Kato, A.Toyoshima, T.Teramoto, K.Ooe, Y.Liu, K.Matsunaga, T.Kamiya, T.Watabe, E.Shimosegawa & J. Hatazawa
Organizer
IEEE Nuclear science symposium and medical imaging conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Pre-Experiments using photon-counting CT with machine learning models for drug delivery system monitoring2021
Author(s)
T.Toyoda, S.Dima, M.Sagisaka, J.Kataoka, M.Arimoto, J.Kotoku, M.Taki, A.Oyama, S.Kobayashi, H.Kawashima, D.Sato, K.Yoshiura, S.Terazawa, S.Shiota, H.Ikeda, M.Ueda
Organizer
IEEE Nuclear science symposium and medical imaging conference
Int'l Joint Research
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