研究課題
基盤研究(B)
前年度、3.8mm×3.8mm×10mmの大きさのシンチレータ素子を用いて達成した3段の3次元行列結晶ブロックの成果を元に、より高解像度が期待できる2.9mm×2.9mm×7.5mmの大きさのシンチレータ素子を用いて4段の3次元行列結晶ブロックを新たに考案した。深さ方向4段への拡張には、添加するCe濃度を変えるとケイ酸ガドリニウム(GSO)が異なるシンチレーション波形を示すことを利用した。3段の検出器では消滅放射線が入射し相互作用を起こした結晶素子は、位置感応型光電子増倍管の出力信号で重心演算を行いその結果を2次元波高分布図に表すことで判別したが、そのまま4段にすると2次元波高分布図上で各結晶を表す領域同士が重なって判別ができなくなるという問題があった。Ce濃度の異なる2種類のGSOを用い深さ方向に交互に重ね、初めに波形で各GSOに相当するデータに分け、その後それぞれのデータで2次元波高分布図を作ることによって4段分の結晶を判別することができた。GSOでの波形弁別を利用した方法は、高感度、高分解能の特性をもつ次世代PET装置用3次元放射線位置検出器だけでなく、他分野の放射線検出器にも応用できる可能性をもつ。大面積フラットパネル光電子増倍管の出力信号処理では、検出器ブロック群の集積化と検出器径が計数率特性を左右する因子となる。その影響を計算機シミュレーションで評価した結果、次世代PET装置は従来型装置に比べて予想計数率特性が5倍程度優れていることを確認した。一方、立体計測により増加する視野外放射能の影響を軽減するために、セプタの効果をシミュレーションにより分析し、2次元画像再構成において、DOI情報が解像度を改善することと、リストモード・データ収集が、従来のヒストグラム・データ数数方式に無い画質向上の可能性を有していることを理論的に分析した。
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