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超高分解能放射線画像化装置開発と細胞内α核種分布のリアルタイム計測

研究課題

研究課題/領域番号 18K19909
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

山本 誠一  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (00290768)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードアルファ線 / 飛跡 / リアルタイム / 共晶体シンチレータ / 空間分解能 / 高感度CCDカメラ / テーパー型ファイバープレート / α線 / 内用療法 / イメージング / 超高分解能
研究成果の概要

1μm径の共晶体シンチレータとテーパー型ファイバープレート、高感度CCDカメラを組み合わせ、アルファ線の飛跡をリアルタイムで画像化するイメージング装置の開発に成功した。テーパー型ファイバープレートを2段用いることにより、空間分解能を飛躍的に向上させ、共晶体シンチレータ中を走行するα線に飛跡画像をリアルタイムで撮像できた。α線に対する空間分解能は約11μmであった。画像の飛跡方向のプロファイルを解析することで、アルファ線のブラッグピークも観察できた。α線の飛跡をリアルタイムで画像化できる装置開発は世界初の成果である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的成果は極めて大きい。アルファ線の飛跡をリアルタイムで画像化できる装置開発は世界初の成果である。また11μmのアルファ線に対する空間分解能は、リアルタイム放射線検出器としては世界最高分解能である。アルファ線のブラッグピーク画像をリアルタイム画像から得たのも世界初である。
開発したイメージング装置は、アルファ線内用療法のための、細胞から放出されるアルファ線の分布をリアルタイムで画像化することを可能にする。腫瘍細胞にアルファ線放出核種が集まっているかどうか、さらには細胞内小器官に集まっているかなどを実時間に知ることが可能になるものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Comparison of light outputs, decay times, and imaging performance of a ZnS(Ag) scintillator for alpha particles, beta particles, and gamma photons2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Tomita Hideki
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 168 ページ: 109527-109527

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2020.109527

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance evaluation of YAlO3 scintillator plates with different Ce concentrations2021

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Kohei、Yamamoto Seiichi、Kamada Kei、Yoshikawa Akira
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 168 ページ: 109483-109483

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2020.109483

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical fiber-based ZnS(Ag) detector for selectively detecting alpha particles2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Aoki Ichio、Higashi Tatsuya
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 169 ページ: 109495-109495

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2020.109495

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a low-sensitivity high resolution YAP(Ce) scintillation camera system toward the real-time imaging of an 192Ir source during high-dose-rate brachytherapy2020

    • 著者名/発表者名
      Nagata J.、Yamamoto S.、Noguchi Y.、Nakaya T.、Okudaira K.、Kamada K.、Yoshikawa A.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 15 号: 12 ページ: P12018-P12018

    • DOI

      10.1088/1748-0221/15/12/p12018

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an ultrahigh-resolution radiation real-time imaging system to observe trajectory of alpha particles in a scintillator2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Hirano Yoshiyuki、Kamada Kei、Yoshikawa Akira
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 134 ページ: 106368-106368

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2020.106368

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of polarized components of Cerenkov light and luminescence of water during carbon‐ion irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Yabe Takuya、Akagi Takashi、Hirano Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 48 号: 1 ページ: 427-433

    • DOI

      10.1002/mp.14600

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of the three-dimensional (3D) dose distribution of electron beams from medical linear accelerator (LINAC) using plastic scintillator plate2019

    • 著者名/発表者名
      Horita Ryo、Yamamoto Seiichi、Yogo Katsunori、Hirano Yoshiyuki、Okudaira Kuniyasu、Kawabata Fumitaka、Nakaya Takayoshi、Komori Masataka、Oguchi Hiroshi
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 124 ページ: 103-108

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2019.04.002

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional (3D) dose distribution measurements of proton beam using a glass plate2019

    • 著者名/発表者名
      Horita Ryo、Yamamoto Seiichi、Yogo Katsunori、Komori Masataka、Toshito Toshiyuki
    • 雑誌名

      Biomedical Physics & Engineering Express

      巻: 5 号: 4 ページ: 045033-045033

    • DOI

      10.1088/2057-1976/ab169e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a YAP(Ce) camera for the imaging of secondary electron bremsstrahlung x-ray emitted during carbon-ion irradiation toward the use of clinical conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Yamaguchi Mitsutaka、Akagi Takashi、Sasano Makoto、Kawachi Naoki
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 64 号: 13 ページ: 135019-135019

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab2072

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical imaging for the characterization of radioactive carbon and oxygen ion beams2019

    • 著者名/発表者名
      Kang Han Gyu、Yamamoto Seiichi、Takyu Sodai、Nishikido Fumihiko、Mohammadi Akram、Horita Ryo、Sato Shinji、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 64 号: 11 ページ: 115009-115009

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab1ccf

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the Relation of Decay Time Differences and $\alpha-\beta$ Ratios for Newly Developed Scintillators2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Kamada Kei、Yoshikawa Akira
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nuclear Science

      巻: 66 号: 11 ページ: 2324-2328

    • DOI

      10.1109/tns.2019.2944891

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Performance evaluation for a radiation imaging detector using single-crystal GPS (Ce) plate2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S.、Ito T.、Takekawa S.、Suzuki Y.、Nagao K.、Anzai Y.、Ishibashi H.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 14 号: 10 ページ: P10025-P10025

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/10/p10025

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Feasibility evaluation of a direct detection method of alpha particles in water using YGAG plate with pulse shape analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S.、Nakanishi K.、Terazawa S.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 14 号: 10 ページ: P10013-P10013

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/10/p10013

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Imaging of Ir-192 source using a high energy gamma camera for high-dose-rate brachytherapy2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Yogo Katsunori、Noguchi Yumiko、Nakaya Takayoshi、Okudaira Kuniyasu
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 126 ページ: 106128-106128

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2019.106128

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of a high resolution LaGPS imaging detector with pulse shape discrimination capability of different types of radiations2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Kamada Kei、Kurosawa Shunsuke、Yoshikawa Akira
    • 雑誌名

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

      巻: 922 ページ: 8-18

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.11.056

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An ultrahigh spatial resolution radiation-imaging detector using 0.1?mm?×?0.1 mm pixelated GAGG plate combined with 1 mm channel size Si-PM array2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Kataoka Jun、Kamada Kei、Yoshikawa Akira
    • 雑誌名

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

      巻: 919 ページ: 125-133

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.12.002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [備考] 山本研究室ホームページ

    • URL

      http://s-yama.net/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 山本研究室の研究紹介

    • URL

      http://s-yama.net/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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