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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Search of cascade photon emitting nuclides and research on radioisotope imaging method for simultaneous in vivo multi-molecular imaging

Research Project

Project/Area Number 21J01391
Research InstitutionKyoto University
Research Fellow 上ノ町 水紀  京都大学, 宇宙総合学研究ユニット, 特定助教
Project Period (FY) 2021-04-28 – 2024-03-31
Keywordsガンマ線イメージング / PETイメージング / 二光子同時計測法 / カスケード核種 / 核医学 / 多核種同時イメージング
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は新しい生体用多光子放出核種の探索・製造とともに、多光子同時計測による高信号対雑音比(SBR: Signal-to-Background Ratio)かつ高感度位置特定手法の検証を行い、多核種同時イメージング技術の確立を目指すことを目的としている。本年度は引続きSi/GFAGコンプトンPETハイブリッドカメラの開発検証を行うとともに、新規治療核種であるベータ線放出核種の67CuとSPECT核種の111Inの二光子同時計測による高SBRイメージングの検証を実施した。
1)Si/GFAGコンプトンPETハイブリッドカメラを構築し、18F(PET核種)と99mTc (SPECT核種, 140.5 keVガンマ線)の同時撮像試験を行った。これまで開発したGAGG検出器によるカメラと比べ検出効率が2桁ほど落ちるものの、GAGGカメラでは難しかった100 keV~200 keVの低エネルギーガンマ線のコンプトンイメージングとPETイメージングによる同時撮像に成功した。
2)理化学研究所のAVFサイクロトロンを用いて新しい多光子放出核種かつ治療核種の67Cuの製造を行い、パラレルホールコリメータとスリットホールコリメータを用いた二光子同時計測手法による67Cu/111Inの多核種撮像検証を行った。スリットコリメータは核種位置を面上にしか制限できないが、90度方向に配置したパラレルホールコリメータを用いて1点に位置を特定することができる。111Inの点線源を用いて、パラレルコリメータのみで構成した場合と比較し、スリットコリメータを用いることで検出効率が5.3倍向上することを実証した。さらに、67Cu(91.3 keVと93.5 keVのガンマ線)と111In(171 keVと245 keVのガンマ線)の分布線源の提案手法による高SBR同時イメージングに成功し、その有用性を示した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] Simultaneous multi-nuclide imaging via reconstruction-free double-photon emission coincidence imaging method with parallel hole collimator and slat collimator2023

    • Author(s)
      Yan Linlin、Uenomachi Mizuki、Ueki Taisei、Kim Donghwan、Shimazoe Kenji、Takahashi Hiroyuki、Kamada Kei、Shigekawa Yudai、Nambu Akihiro、Yin Xiaojie、Wang Yang、Haba Hiromitsu
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 1053 Pages: 168305~168305

    • DOI

      10.1016/j.nima.2023.168305

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A double photon coincidence detection method for medical gamma-ray imaging2022

    • Author(s)
      Uenomachi Mizuki、Shimazoe Kenji、Takahashi Hiroyuki
    • Journal Title

      Bio-Algorithms and Med-Systems

      Volume: 18 Pages: 120~126

    • DOI

      10.2478/bioal-2022-0080

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Compton-PET hybrid imaging system with CeBr<sub>3</sub>-SiPM arrays2022

    • Author(s)
      Uenomachi M.、Shimazoe K.、Orita T.、Kamada K.、Takahashi M.、Takahashi H.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 17 Pages: C10002~C10002

    • DOI

      10.1088/1748-0221/17/10/c10002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic imaging comparison of <sup>18</sup>F-FDG tracers with Compton imaging and PET coincidence imaging2022

    • Author(s)
      Kim D.、Shimazoe K.、Uenomachi M.、Takahashi H.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 17 Pages: C07018~C07018

    • DOI

      10.1088/1748-0221/17/07/c07018

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超微細シリコンピクセルセンサを用いた電子飛跡計測コンプトンイメージングの検証2023

    • Author(s)
      上ノ町 水紀, Qinghong Zhu, 島添 健次, 高橋 浩之, 眞方 恒陽, 川島 陸斗, 武田 彩希, 鶴 剛
    • Organizer
      日本原子力学会 2023年春の年会
  • [Presentation] Simultaneous Compton and PET imaging for theranostics in nuclear medicine2023

    • Author(s)
      Mizuki Uenomachi, Kenji Shimazoe
    • Organizer
      Interdisciplinary Science Conference in Okinawa (ISCO 2023) -Physics and Mathematics meet Medical Science-
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of SOI-GFAG Compton imager with recoil electron tracking capability2022

    • Author(s)
      Mizuki Uenomachi, Qinghong Zhu, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi, Koyo Magata, Ayaki Takada, Takeshi Go Tsuru
    • Organizer
      10th International Workshop on Semiconductor Pixel Detectors for Particles and Imaging
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of SOI-GFAG Compton-PET hybrid imaging system2022

    • Author(s)
      Mizuki Uenomachi, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi, Koyo Magata, Rikuto Kawashima, Ayaki Takeda, Koji Mori, Takeshi Go Tsuru
    • Organizer
      2022 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room Temperature Semiconductor Detector Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Compton-PET hybrid imaging system with SOI fine-pitch pixel sensor and GFAG scintillator2022

    • Author(s)
      Mizuki Uenomachi, Qinghong Zhu, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi, Koyo Magata, Rikuto Kawashima, Ayaki Takeda, Koji Mori, Takeshi Tsuru
    • Organizer
      THE 4TH WORKSHOP ON QUANTUM BEAM IMAGING
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 半導体シンチレータ型Compton-PET ハイブリッドカメラの開発2022

    • Author(s)
      上ノ町 水紀, Qinghong Zhu, 島添 健次, 高橋 浩之, 眞方 恒陽, 川島 陸斗, 武田 彩希, 森 浩二, 鶴 剛
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Double photon coincidence detection method for gamma-ray imaging in medicine2022

    • Author(s)
      Mizuki Uenomachi, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi
    • Organizer
      4th Jagiellonian Symposium on Advances in Particle Physics and Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simultaneous Multi-nuclide Double Photon Coincidence Imaging with Parallel and Slit Collimators2022

    • Author(s)
      Mizuki Uenomachi, Taisei Ueki, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi, Yudai Shigekawa, Akihiro Nambu, Xiaojie Yin, Yang Wang, Hiromitsu Haba
    • Organizer
      9th Conference on New Developments In Photodetection
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Compton-PET Hybrid Camera for Simultaneous PET and SPECT tracers imaging2022

    • Author(s)
      Mizuki Uenomachi, Kenji Shimazoe, Masao Yoshino, Kei Kamada, Kenichiro Ogane, Hiroyuki Takahashi
    • Organizer
      Young Investigators' Workshop 2022 Multi-Gamma Imaging
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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