2014 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26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：第二世代OpenPETに適した検出器校正法や吸収補正法、散乱補正法を開発した。（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・試作および試験を実施した。（ア-3）放射化影響対策：シンチレータ等の放射化を測定し、装置の放射化量を推定した。
（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を行った。
（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とともに、標的部位などからwashoutなど生理機能を推定する方法について検討した。
（エ）中型試作機開発・実証試験：データ収集システムを開発した（既存の16検出器用を32検出器対応に拡張）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
試作機の開発において懸念していたいくつかのリスク要因をクリアでき、試作機の開発が予定より早く進行したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終年度となる平成27年度は以下の研究開発を実施し、本研究を総括する予定である。
（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、散乱補正法を、開発する中型試作機へ実装する。ファントム実験等で性能評価。 （ア-2）高性能放射線計測回路開発：耐放射線性能を向上させたCMOSのASICの開発。中型試作機への実装の試行。 （ア-3）放射化影響対策：照射中の放射化量の測定。得た知見を中型試作機に反映する。
（イ）腫瘍トラッキングシステムの開発：腫瘍トラッキングシステムのパラメータ最適化と中型試作機への実装。
（ウ）粒子線治療での「その場」がん性状計測法の研究：開発する中型試作機を用いた動物実験。正常組織と腫瘍組織とのwashoutや解析で得られるその他の生理機能からの病態評価の試行。
（エ）中型試作機開発・実証試験：ガントリ開発、試作機組み立て、評価実験
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[Journal Article] Positron annihilation spectroscopy of biological tissue in 11C irradiation2014
Author(s)
Hiroshi Sakurai, Fumitake Itoh, Yoshiyuki Hirano, Munetaka Nitta, Kosuke Suzuki, Daisuke Kato, Eiji Yoshida, Fumihiko Nishikido, Hidekatsu Wakizaka, Tatsuaki Kanai, Taiga Yamaya
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Journal Title
Physics in medicine and biology
Volume: 59巻22号
Pages: 7031～7038
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 重粒子線照射野イメージングのための二重リング式OpenPET実証機開発2015
Author(s)
山谷泰賀, 吉田英治, 田島英朗, 稲玉直子, 錦戸文彦, 品地哲弥, 新田宗孝, 中島靖紀, Mohammadi Akram, 脇坂秀克, M. Ahmed Abdella, 稲庭拓, 北川敦志, 増田圭介, 清水啓司
Organizer
第62回応用物理学会春季学術講演会
Place of Presentation
東海大学 湘南キャンパス
Year and Date
2015-03-11 – 2015-03-14
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[Presentation] Whole-Body Dual-Ring OpenPET for in-Beam Particle Therapy Imaging2014
Author(s)
T. Yamaya, E. Yoshida, H. Tashima, N. Inadama, F. Nishikido, Y. Hirano, Y. Nakajima, T. Shinaji, M. Nitta, M. Suga, H. Haneishi, K. Masuda, K. Shimizu, S. Sato, T. Inaniwa, H. Ito
Organizer
IEEE Nuclear Science Symposium & Medical Imaging Conference (NSS-MIC)
Place of Presentation
Washington State Convention Center
Year and Date
2014-11-08 – 2014-11-15
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[Presentation] 全身用Dual-ring OpenPETの開発2014
Author(s)
山谷泰賀, 吉田英治, 田島英朗, 稲玉直子, 錦戸文彦, 平野祥之, 中島靖紀, 品地哲也, 新田宗孝, 稲庭拓, 伊藤浩
Organizer
第54回日本核医学会学術総会
Place of Presentation
大阪国際会議場(グランキューブ大阪)
Year and Date
2014-11-05 – 2014-11-08
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