| 研究課題/領域番号 |
21K18049
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
桂川 美穂 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任研究員 (70845271)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 半導体検出器 / 平行コリメータ / スペクトル解析 / 分子イメージング / CdTe半導体素子 / スペクトルフィッティング / テルル化カドミウム半導体素子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核医学研究において放射性プローブの体内動態を短時間で定量的に可視化する装置が求められている。本研究では、宇宙観測用に開発が進められてきた CdTe 半導体素子と解析時技術を用いることで従来の装置よりも高感度なイメージャーの開発に取り組む。CdTe 半導体素子の性能を検証するとともに、宇宙観測データの解析技術を用いてスペクトル解析や画像解析のアルゴリズムの最適化を行い、実証実験として、非密封放射線源とファントムを用いたイメージングを行う。また、これまでの研究結果をもとに、電極の配置パターンの異なる CdTe 半導体素子の開発や、素子の撮像面積の拡大化に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、生体内からのX・ガンマ線を高い感度で撮像するため、2mm厚のテルル化カドミウム半導体検出器を用いた新しい高感度イメージャを開発した。この検出器は、これまでの0.75mm厚検出器と比べて140keVのX線に対しての約2倍の検出感度を持つ。また、傾斜した隔壁を持つダイバージング平行ホールコリメータの開発も進め、システムの視野の拡大や高感度化を図るとともに、システムの性能評価を進めた。さらに、厚型化や複数素子、コリメータの改良に合わせて解析アルゴリズムを最適化し、複数核種同時定量撮像のための解析手法を確立した。ファントムや小動物を用いた実証実験でその有用性を確認することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体内に投与された薬剤が集積する位置やその分布の時間変化を知ることは創薬において非常に重要な情報である。本研究で開発したイメージャは、生体内に投与された薬剤からのX線・ガンマ線を高い感度で検出できるため、生体内での薬剤の動態を定量的に可視化することができる。At-211のように生体内への投与量が制限されていたりX線の放出確率が小さい核種の撮像においても有効である。この装置であれば、前臨床実験において治療効果や副作用を検証するための動態研究に大きく貢献できるであろう。また、本研究で開発したシステムは簡便で撮像時間も短縮できるため、薬剤のスクリーニングの効率化も期待できる。
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