Development of Compton imaging method toward quantification of astatine-211 therapy imaging

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15855
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 長尾 悠人 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先進ビーム利用施設部, 主任技術員 (60622545)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: コンプトンカメラ / 標的アイソトープ治療 / RI内用療法 / 核医学治療 / アスタチン２１１

Outline of Annual Research Achievements

体内に投与した核医学治療用アスタチン２１１薬剤分布の可視化においては、現在、SPECT法を利用せざるを得ないが、計測対象である低エネルギーエックス線の減弱や散乱が影響し、臓器内のアスタチン２１１濃度を正確に求められるほど定量性の高い画像を取得することは困難である。本研究代表者らはこの限界を突破するため、減弱の影響を受けにくい高エネルギーガンマ線に着目し、高エネルギーガンマ線を計測対象とした「コンプトンカメラ」の開発に着手し、試作したコンプトンカメラを用いてアスタチン２１１点様線源のイメージングに成功した。しかしながら、アスタチン２１１のコンプトンイメージングにおいては、SPECT法の計測対象であった低エネルギーエックス線由来の高カウントレートノイズが定量化の大きな障壁となることがこれまでの研究で明らかになってきた。
令和５年度は、令和４年度にモンテカルロシミュレータを開発して実施した前段検出器の拡張（大型化）等の改良について、前段検出器の有効面積の算出方法を中心にさらに検討を進めた。その結果、後段検出器の有効面積はそのままに、前段検出器の光検出器の大型化を実施することで、感度が改良前のコンプトンカメラと比較して約３倍、令和４年度の検討結果と比較しても１.５倍以上向上する見込みとなることが分かった。さらに、前段検出器のシンチレータについても大型化を実施することで、感度が更に約３倍向上する見込みとなることが分かった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画していたシミュレータの精密化が計画通りに進まなかったため。

Strategy for Future Research Activity

引き続きシミュレータの精密化を進めるともに、前段検出器の光検出器及びシンチレータの大型化を実施する。

Causes of Carryover

シミュレータの精密化が計画通りに進まず、シミュレーション用ワークステーションの購入を見合わせたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、次年度交付額と合わせ、当該ワークステーションや検出器の購入等に使用する。