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プラスチックシンチレータを用いたコンプトン散乱型次世代PET技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H06238
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 医学物理学・放射線技術学
研究機関山形大学

研究代表者

中森 健之  山形大学, 理学部, 准教授 (30531876)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2016年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード陽電子断層撮像 / PET / MPPC / コンプトン散乱 / プラスチックシンチレータ / 飛行時間計測 / TOF-PET / SiPM / TOF / シンチレータ / 半導体光センサ / DOI / 半導体光検出器
研究成果の概要

陽電子断層撮像(PET)によって得られる画質を向上するため、プラスチックシンチレータによるコンプトン散乱を利用した検出器部を開発した。高速応答性を有するプラスチックシンチレータを採用することで、対消滅ガンマ線の飛行時間計測の精度を向上させることを目指した。要素試験により、時間計測精度におけるプラスチックの優位性を示した。無機シンチレータで用いられてきた、ガンマ線の反応一を3次元に分解する手法がプラスチックでも有効であることを示した。PET用のデータ収集システムを拡張することで、飛行時間とコンプトン散乱イベント情報を取得するシステムを構築した。データ解析プログラムを開発し、画像再構成ができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PETはがんの早期発見等に有用な機能撮像であるが、空間分解能がCTやMRIに及ばない。そのためPETとCTが併用されることもあり、患者の二重被爆が問題となる。本研究で開発した時間分解能を向上したTime-of-flight型のPETによって画質と空間分解能が向上すると、少ない被曝量で質の高い診断画像を得ることができる。実用化すれば患者の身体的な負担が軽減することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Position resolution with plastic fibers in development of a Compton-scattering PET prototype2019

    • 著者名/発表者名
      T, Nakamori, Y. Seki, M. Kuramoto, S. Gunji, K. Kamada, Y. Shoji, A. Yoshikawa, T. Aoki
    • 雑誌名

      IEEE Conference record of Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance studies towards a TOF-PET sensor using Compton scattering at plastic scintillators2018

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto et al.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of TOF-PET using Compton scattering by plastic scintillators2017

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A

      巻: 845 ページ: 668-672

    • DOI

      10.1016/j.nima.2016.06.100

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Position resolution with plastic fibers in development of a Compton-scattering PET prototype2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Nakamori
    • 学会等名
      IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラスチックシンチレータを用いたコンプトン散乱型TOF-PETの開発2017

    • 著者名/発表者名
      中森健之
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Performance studies towards a TOF-PET sensor using Compton scattering at plastic scintillators2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Nakamori
    • 学会等名
      Position Sensitive Detectors 11
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラスチックシンチレータを用いたコンプトン散乱型PETセンサの開発2017

    • 著者名/発表者名
      中森健之
    • 学会等名
      SMART2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コンプトン散乱型PETの散乱体位置分解能の向上2017

    • 著者名/発表者名
      中森健之
    • 学会等名
      生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラスチックシンチレータを用いたコンプトン散乱型TOF-PET装置の基礎開発2016

    • 著者名/発表者名
      倉本南
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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