CT imaging with a small proton imaging device

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26460723
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 泉川 卓司 新潟大学, 研究推進機構, 准教授 (60282985)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川崎 健夫 北里大学, 理学部, 教授 (00323999) ; 後藤 淳 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (90370395)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 陽子線写真 / 画像診断 / シリコンストリップ検出器

Outline of Annual Research Achievements

本研究では陽子線による断層写真撮影のための高速化した位置検出器とエネルギー検出器からなるシステムを構築し、断層写真撮像原理の検証と分解能向上のための撮像技術画像解析技術の向上を目的として行われた。位置検出器としてはシリコン検出器を用い、エネルギー検出器としては高速無機シンチレーターであるYAPシンチレーターを用いた。
プロトタイプシステムを構築し放射線医学総合研究所のHIMAC加速器にて実験的研究を行ったところ、種々の問題点が明らかになった。ＹＡＰ検出器はエネルギー分解能として80 MeV付近の陽子線エネルギーに約1.3%が得られ、pCTのカロリーメーターとして十分な性能を持つことが分かった。しかしながら、ビーム強度を上げて高レートでの計測を行うと分解能が著しく劣化する。これは光電子増倍管のブリーダー回路の最適化が不十分なことによるものであることが分かった。このため、この対策を施し再度測定を行ったが、当初の目標である数百kHzの計数率まで良好な分解能を得ることは出来ていない。今後さらにＰＭＴの最適条件の探索を進めなければならない。また、ＰＭＴに代わりＭＰＰＣの利用も検討している。シリコンストリップ検出器については、高速化を目指し、また、複雑さを避けるためチャンネル数を削減した読出し回路を作成したが、加速器施設ではノイズの影響大きく回路の発信を避けることが出来なかった。本研究の目的である高レートでの断層写真の撮像に至ることは出来なかったが、本研究で得られた知見を生かし、今後も研究を進める予定である。