2013 Fiscal Year Annual Research Report
ＯｐｅｎＰＥＴによる「その場」がん治療イメージング手法の研究
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25242052
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| Research Institution | National Institute of Radiological Sciences |
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Principal Investigator |
山谷 泰賀 独立行政法人放射線医学総合研究所, 分子イメージング研究センター, チームリーダー (40392245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 浩之 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70216753)
羽石 秀昭 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20228521)
菅 幹生 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (00294281)
河合 秀幸 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60214590)
志田原 美保(古本美保) 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20443070)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 画像診断システム / PET / 画像再構成 / 放射線がん治療 / 核医学 / ポジトロンCT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
未だ死亡原因一位のがんに対し、近年、陽電子断層撮影法（PET）や重粒子線がん治療などに代表されるように、がんの診断法および治療法それぞれについて大幅な技術革新が行われてきたが、診断と治療の組み合わせがもつポテンシャルについてはほとんど研究されてこなかった。本研究は、世界初の開放型PET「OpenPET」を発明し、従来技術では不可能であった、PETでみながらの放射線治療やPETでみながらの外科手術の実現を目指す。初期アイディアの二重リング方式（2008年発表）は、より治療イメージングに最適化された単一リング型の第二世代OpenPETへ進化した（2011年発表）。そこで本研究では、第二世代OpenPETの実現や発展に不可欠な革新的要素技術を集約的に研究し、中型試作機を開発して実証する。平成25年度の研究実績は以下の通りである。
（ア）可変型第二世代OpenPETの要素技術開発 （ア-1）画像再構成手法開発：ノイズ抑制効果を持つ事前確率つき画像再構成法を検討した。（ア-2）高性能放射線計測回路開発：0.25um CMOSプロセスにおける耐放射線性の試験を実施した。（ア-3）放射化影響対策：エネルギー分解能に優れるゲルマニウム（Ge）検出器を用いた計測システムを構築した。
（イ）腫瘍トラッキングシステムの開発：体内の腫瘍の動きと外部センサー信号を高精度に対応付けるモデルを構築した。
（ウ）粒子線治療での「その場」がん性状計測法の研究：OpenPET試作機（第一世代小型試作機）を用いた動物照射実験を行い、体内を循環する核種の化学型について検討し、動態モデルを構築した。
（エ）中型試作機開発・実証試験：DOI検出器の製作を行った（追加する16個分）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通りに進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度は以下の課題を推進する予定である。
（ア）可変型第二世代OpenPETの要素技術開発 （ア-1）画像再構成手法開発：第二世代OpenPETに適した検出器校正法や吸収補正法、散乱補正法の開発。 （ア-2）高性能放射線計測回路開発：耐放射線性対策を施したCMOSのASICの設計・試作および試験。 （ア-3）放射化影響対策：シンチレータ等の放射化の測定。装置の放射化量を推定する。
（イ）腫瘍トラッキングシステムの開発：数値人体ファントムXCATを用いた体動推定精度の検証。
（ウ）粒子線治療での「その場」がん性状計測法の研究：画像解析方法の最適化。標的部位などからwashoutなど生理機能の推定。
（エ）中型試作機開発・実証試験：データ収集システムの開発（既存の16検出器用を32検出器対応に拡張）。
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[Journal Article] Development of a single-ring OpenPET prototype2013
Author(s)
Eiji Yoshida, Hideaki Tashima, Hidekatsu Wakizaka, Fumihiko Nishikido, Yoshiyuki Hirano, Naoko Inadama, Hideo Murayama, Hiroshi Ito, Taiga Yamaya
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A
Volume: 729
Pages: 800～808
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Development of an Open-Type PET for 3D Dose Verification in Carbon Ion Therapy2013
Author(s)
T. Yamaya, E. Yoshida, H. Tashima, Y. Nakajima, F. Nishikido, Y. Hirano, N. Inadama, T. Shinaji, H. Haneishi, M. Suga, S. Sato, T. Inaniwa
Organizer
2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Place of Presentation
COEX convension center
Year and Date
2013-10-27 – 2013-11-02
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[Presentation] A Prototype of a Novel Transformable Single-Ring OpenPET2013
Author(s)
T. Yamaya, E. Yoshida, H. Tashima, Y. Nakajima, F. Nishikido, Y. Hirano, N. Inadama, H. Ito, T. Shinaji, H. Haneishi, M. Suga, T. Inaniwa,
Organizer
2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Place of Presentation
COEX convension center
Year and Date
2013-10-27 – 2013-11-02
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