Development of high-sensitivity imaging system for in vivo visualization of radio-pharmaceutics using cutting-edge space observation technology

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K18049
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Katsuragawa Miho 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任研究員 (70845271)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 半導体検出器 / 平行コリメータ / スペクトル解析 / 分子イメージング

Outline of Final Research Achievements

For imaging of X-ray and gamma-ray within the body, we developed a new imager with a 2mm-thick cadmium telluride semiconductor detector. The detector has approximately twice the efficiency of a 0.75mm-thick device for 140 keV X-ray. We also developed a diverging parallel-hole collimator, which has high efficiency in a wide field of view, and examined the system performance. We optimized the analysis algorithm and developed a method for simultaneous multi-nuclide imaging. We were able to confirm its usefulness in a demonstration experiment using phantoms and small animals.

Free Research Field

物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体内に投与された薬剤が集積する位置やその分布の時間変化を知ることは創薬において非常に重要な情報である。本研究で開発したイメージャは、生体内に投与された薬剤からのX線・ガンマ線を高い感度で検出できるため、生体内での薬剤の動態を定量的に可視化することができる。At-211のように生体内への投与量が制限されていたりX線の放出確率が小さい核種の撮像においても有効である。この装置であれば、前臨床実験において治療効果や副作用を検証するための動態研究に大きく貢献できるであろう。また、本研究で開発したシステムは簡便で撮像時間も短縮できるため、薬剤のスクリーニングの効率化も期待できる。