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TOF計測とDOI計測の両立が可能なPET用次世代検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K18378
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 医学物理学・放射線技術学
医用システム
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

田久 創大  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 博士研究員(任常) (60796473)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード放射線検出器 / PET / DOI / TOF / 放射線
研究成果の概要

がん診断等に活躍するPET(陽電子断層撮影法)は、未だ装置の潜在能力を活かしきれておらず、空間分解能や装置感度に課題が残されている。そこで本研究では、ガンマ線飛行時間差(time-of-flight: TOF)計測技術と三次元放射線位置(depth-of-interaction : DOI)計測技術の両立が可能である実用的なPET検出器の開発研究を行った。片端光読み出し方式についてはDOI分解能5 mm程度で400 ps台、両端光読み出し方式についてはDOI分解能~4 mm程度で200 ps台のTOF分解能が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PETの診断精度向上のためには、現状4-5mm 程度の解像度と5%以下の装置感度について、共に改善を図る必要がある。また、TOF 計測とDOI計測の両立が可能なPET 用検出器は従来技術ではまだ実用化されていない。本研究成果により、上記の解像度と感度を超えるPET装置の開発が可能となり、がんやアルツハイマー病の早期診断において、より早期発見が可能な短時間・低被ばく・低コストなPET 検査の実現が促進されると期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Design study of a brain-dedicated time-of-flight PET system with a hemispherical detector arrangement2020

    • 著者名/発表者名
      Takyu Sodai、Ahmed Abdella M、Yoshida Eiji、Tashima Hideaki、Kumagai Masaaki、Yamashita Taichi、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 65 号: 3 ページ: 035012-035012

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab63ee

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a 4-Layer DOI TOF-PET detector module with a 6 mm-pitch MPPC array2019

    • 著者名/発表者名
      Takyu Sodai、Yoshida Eiji、Nishikido Fumihiko、Nitta Munetaka、Akamatsu Go、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Conference record of 2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC)

      巻: - ページ: 1-2

    • DOI

      10.1109/nssmic.2018.8824383

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a dual-end detector with TOF and DOI capabilities using crystal bars segmented by subsurface laser engraving2019

    • 著者名/発表者名
      Mohammadi Akram、Takyu Sodai、Nishikido Fumihiko、Yoshida Eiji、Shimizu Keiji、Sakai Toshiaki、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 931 ページ: 236-241

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.04.016

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suitability of a 280 ps-CRT non-DOI detector for the helmet-neck PET2018

    • 著者名/発表者名
      Takyu Sodai、Ahmed Abdella M.、Yoshida Eiji、Tashima Hideaki、Yamashita Taichi、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Conference record of 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC)

      巻: - ページ: 1-2

    • DOI

      10.1109/nssmic.2017.8532709

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Energy characterization of the 4-Layer DOI GAGG scatterer detector for whole gamma imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Sodai Takyu, Eiji Yoshida, Naoko Inadama, Fumihiko Nishikido, Munetaka Nitta, Kei Kamada, Katia Parodi, Taiga Yamaya
    • 学会等名
      第 117 回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コンプトンカメラの機能を有する PET 装置のための散乱検出器開発2019

    • 著者名/発表者名
      田久創大
    • 学会等名
      SMART2019 (Scintillator for Medical, Astroparticle and environmental Radiation Technologies)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of a 4-Layer DOI TOF-PET detector module with a 6 mm-pitch MPPC array2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takyu, E. Yoshida, F. Nishikido, M. Nitta, G. Akamatsu, T. Yamaya
    • 学会等名
      2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of time-of-flight PET detector using LFS with 10 mm length and MPPC module2018

    • 著者名/発表者名
      Sodai Takyu, Eiji Yoshida, Fumihiko Nishikido, Hideaki Tashima, Taiga Yamaya
    • 学会等名
      The 5th NIRS-SNU Workshop on Nuclear Medicine Imaging Science and Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コンプトンカメラ・PET装置の散乱検出器の試作2018

    • 著者名/発表者名
      田久創大, 吉田英治, 錦戸文彦, 新田宗孝, 鎌田圭, 山谷泰賀
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Suitability of a 280 ps-CRT non-DOI detector for the helmet-neck PET2017

    • 著者名/発表者名
      Sodai Takyu, Abdella M. Ahmed, Eiji Yoshida, Hideaki Tashima, Taichi Yamashita, and Taiga Yamaya
    • 学会等名
      IEEE NSS MIC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘルメットPET装置のためのtime of flight型検出器の検討2017

    • 著者名/発表者名
      田久創大, アハマドアブデラ, 吉田英治, 田島英朗, 熊谷雅章, 山下大地, 山谷泰賀
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 次世代PET開発研究会報告書

    • URL

      https://www.nirs.qst.go.jp/usr/medical-imaging/ja/study/main.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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