• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

3次元デジタルPET検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12857
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
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

吉田 英治  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 先進核医学基盤研究部, 主幹研究員 (50392246)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードPET / 検出器 / depth-of-interaction / time-of-flight / DOI / デジタル読み出し
研究開始時の研究の概要

本研究では高精度かつ効率的に信号を取得可能な3次元デジタル PET 検出器を提案する。開発する検出器は受光素子の 1/4 サイズのシンチレータを用い、シンチレータは受光素子との接続面以外を光学的に遮蔽する。この際、2つの受光素子をまたがる1対のシンチレータの上部の一部分のみを光学接続することで受光素子の組み合わせと出力比で検出したシンチレータを一意に決定できる。本方式 によってシンチレータ数の1/4 の受光素子でデジタルPET検出器を実現でき、出力比から深さ情報も取得可能な検出器を開発する。

研究成果の概要

PETの画質を向上するために、視差誤差を低減するDOI情報と再構成画像上でSNを改善するTOF情報は、重要な要素技術である。しかしながら、両方の技術を劣化なしに同時に実現することは、困難な課題である。我々は、TOF-DOI検出器として、光センサーと同等の大きさの4分割fast LYSO結晶からなるループ構造と、風車状に配置された近接する4つの光センサーを光学的に結合させた3次元デジタルPET検出器を開発した。1.45 mmのfast LGSO結晶とESR反射材を用いた検出器は10.1%のエネルギー分解能、4.7 mmのDOI分解能、293 psの時間分解能が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本検出器は従来困難な課題であったDOIとTOFの両立を1.45 mmという高い空間分解能のシンチレータで達成した。小動物PETにおいてはDOIが、臨床PETにおいてはTOFが重要視されるため、本検出器は様々なPET装置に適用可能である。また、従来の2次元検出器に対して、本検出器の主な変更点は反射材構造のみであり、低コストでの製品化が可能である。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Simultaneous time-skew and time-walk correction for TOF-PET detector2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eiji、Obata Fujino、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

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

      巻: 1049 ページ: 168114-168114

    • DOI

      10.1016/j.nima.2023.168114

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimized crystal surface treatment for crosshair light-sharing TOF-DOI PET detector2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eiji、Kang Han Gyu、Obata Fujino、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences

      巻: 7 号: 5 ページ: 459-464

    • DOI

      10.1109/trpms.2023.3255557

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gapless implementation of crosshair light-sharing PET detector2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eiji、Obata Fujino、Kamada Kei、Yoshikawa Akira、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

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

      巻: 1021 ページ: 165922-165922

    • DOI

      10.1016/j.nima.2021.165922

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of crosshair light sharing PET detector with TOF and DOI capabilities using fast LGSO scintillator2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eiji、Obata Fujino、Kamada Kei、Yoshikawa Akira、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Physics in Medicine and Biology

      巻: 66 号: 22 ページ: 225003-225003

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ac2f8b

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A crosshair light sharing PET detector with DOI and TOF capabilities using four-to-one coupling and single-ended readout2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eiji、Obata Fujino、Kamada Kei、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences

      巻: 5 号: 5 ページ: 638-644

    • DOI

      10.1109/trpms.2020.3032466

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First imaging demonstration of a crosshair light-sharing PET detector2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eiji、Akamatsu Go、Tashima Hideaki、Kamada Kei、Yoshikawa Akira、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 66 号: 6 ページ: 065013-065013

    • DOI

      10.1088/1361-6560/abe839

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Single-Ended Readout DOI Detector With Quadrisected Crystals2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Eiji、Obata Fujino、Kamada Kei、Yamaya Taiga
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences

      巻: 4 号: 5 ページ: 563-569

    • DOI

      10.1109/trpms.2020.2990788

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 20cmの体軸方向視野を有する小動物用高分解能ポータブルPETの開発2021

    • 著者名/発表者名
      赤松 剛, 吉田 英治, 田島 英朗, 伊藤 繁記, 岩男 悠真, 脇坂 秀克, 高橋 美和子, 山谷 泰賀
    • 学会等名
      第61回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] First bench-top breast-dedicated PET prototype with a dual round-edge detector arrangement2021

    • 著者名/発表者名
      Akamatsu Go, Yoshida Eiji, Tashima Hideaki, Ito Shigeki, Takahashi Miwako, Yamaya Taiga
    • 学会等名
      2021 IEEE NSS/MIC, IEEE NPSS
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CLS-PET: a high-resolution multi-purpose portable small-animal PET with DOI and TOF capability2021

    • 著者名/発表者名
      Akamatsu Go, Yoshida Eiji, Tashima Hideaki, Ito Shigeki, Iwao Yuma, Wakizaka Hidekatsu, Takahashi Miwako, Yamaya Taiga
    • 学会等名
      2021 IEEE NSS/MIC, IEEE NPSS
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ローカル重心演算による3次元PET検出器の開発2020

    • 著者名/発表者名
      吉田英治、鎌田圭、山谷泰賀
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] シンチレータアレイ、放射線検出装置、及び陽電子放出断層撮影装置2022

    • 発明者名
      吉田英治, 山谷泰賀
    • 権利者名
      吉田英治, 山谷泰賀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-018774
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 放射線位置検出器2019

    • 発明者名
      吉田英治、山谷泰賀
    • 権利者名
      国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-126957
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi