医療用Ｓｉ／ＣｄＴｅコンプトンカメラの計測の高度化と高速化に関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 24659557
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 中野 隆史 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20211427)
• 研究分担者: 島田 博文 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (10414575) ; 加藤 弘之 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (30334121) ; 鈴木 義行 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (60334116) ; 吉田 由香里 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (90431717) ; 鳥飼 幸太 群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 助教 (90443077)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012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: コンプトンカメラ / 粒子線治療 / 核医学診断 / 国際研究者交流

研究概要

医療専用のSi/CdTeコンプトンカメラを開発し、Tc-99mからF-18までのγ線を計測可能であることを確認し、ラットに投与したI-133とF-18FDGの2種類のRIの同時計測とRI分布の3次元画像化に成功した。人を対象に臨床核医学診断用の薬剤99mTc-DMSAと18F-FDGを投与し、同時画像化の臨床試験を行い、臨床用Si/CdTeコンプトンカメラによる世界初の画像データを取得した。臨床では、複数のRI薬剤の同時測定法により検査時間の大幅な短縮が得られ、複数核種の体内動態観察による生体ダイナミクスの診断技術等の開発、癌細胞の癌化メカニズム研究など、新しい研究領域の創成が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Three-dimensional and multienergy gamma-ray simultaneous imaging by using a Si/CdTe Compton camera (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Yamaguchi M, Odaka H, Shimada H, Yoshida Y, Torikai K, Satoh T, Arakawa K, Kawachi N, Watanabe S, Takeda S, Ishikawa SN, Aono H, Watanabe S, Takahashi T, Nakano T
  • 雑誌名: Radiology 巻: 267(3) ページ: 941-7
• [雑誌論文] Beam range estimation by measuring bremsstrahlung (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Torikai K, Kawachi N, Shimada H, Satoh T, Nagao Y, Fujimaki S, Kokubun M, Watanabe S, Takahashi T, Arakawa K, Kamiya T, Nakano T
  • 雑誌名: Phys Med Biol 巻: 57(10) ページ: 2843-56
• [雑誌論文] Applications and Imaging Techniques of a Si/CdTe Compton Gamma-Ray Camera (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeda, S., Ichinohe, Y., Hagino, K., Odaka, H., Yuasa, T., Ishikawa, Shinya Saito, Tamotsu Satoa, Goro Sato, Shin Watanabe, Motohide Kokubun, Tadayuki Takahashi, Mitsutaka Yamaguchi, Hiroyasu Tajima, Takaaki Tanaka, Kazuhiro Nakazawa, Yasushi Fukazawa, Nakano, T
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 37 ページ: 859-66
• [雑誌論文] Use of FDG-PET in Radiation Treatment Planning for Thoracic Cancers. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shirai K, Nakagawa A, Abe T, Kawahara M, Saitoh J, Ohno T, Nakano T.
  • 雑誌名: Int J Mol Imaging 巻: 2012 ページ: 1-9
• [雑誌論文] Differential Bystander Signaling Between Radioresistant Chondrosarcoma Cells and Fibroblasts After X-Ray, Proton, Iron Ion and Carbon Ion Exposures (2012)
  • 著者名/発表者名: Wakatsuki M, Magpayo N, Kawamura H, Held KD.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 巻: 2012 ページ: 1-6
• [雑誌論文] Usefulness of double dose contrast-enhanced magnetic resonance imaging for clear delineation of gross tumor volume in stereotactic radiotherapy treatment planning of metastatic brain tumors: a dose comparison study. (2012)
  • 著者名/発表者名: Subedi KS, Takahashi T, Yamano T, Saitoh JI, Nishimura K, Suzuki Y, Ohno T, Nakano T.
  • 雑誌名: J Radiat Res. 巻: 2012 ページ: 1-5
• [学会発表] 医学用Si/CdTe半導体コンプトンカメラの体幹部における散乱が画質に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒井真理,菊地美貴子,鳥飼幸太,荒川和夫,山口充孝,長尾悠人,河地有木,藤巻秀,神谷富裕,小高裕和,国分紀秀,武田伸一郎,渡辺伸,高橋忠幸,中野隆史
  • 学会等名: 第53回日本生体医工学会大会
  • 年月日: 2014-06-24
• [学会発表] 医学・生物学用マルチヘッドSi/CdTe半導体コンプトンカメラのための横断断層撮像画質のシミュレーションによる評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口充孝,酒井真理,長尾悠人,河地有木,藤巻秀,荒川和夫,神谷富裕,小高裕和,国分紀秀,武田伸一郎,渡辺伸,高橋忠幸,鳥飼幸太,中野隆史
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: Torikai K., Suzuki Y., Arakawa K., Noda S., Sakai M., Tashiro M., Shimada H., Yoshida Y., Kubota Y., Matsumura A., Saito A., Kanai T., Yamada S., Yamaguchi M., Nagao Y., Kawachi N., Kamiya T., Takahashi T., Takeda S., Watanabe S. and Nakano T
  • 学会等名: The 2nd International Symposium of Gunma University Program for Leading Graduate School
  • 年月日: 2014-01-24
• [学会発表] Carbon beam microsurgery and medical compton camera for next generation microsurgery system (2013)
  • 著者名/発表者名: Torikai K., Suzuki Y., Arakawa K., Noda S., Sakai M., Tashiro M., Shimada H., Yoshida Y., Kubota Y., Matsumura A., Saito A., Kanai T., Yamada S., Yamaguchi M., Nagao Y., Kawachi N., Kamiya T., Takahashi T., Takeda S., Watanabe S. and Nakano T
  • 学会等名: AMDE2013
  • 年月日: 2013-12-19
• [学会発表] Carbon beam microsurgery and medical compton camera for next generation brain surgery (2013)
  • 著者名/発表者名: Torikai K., Suzuki Y., Arakawa K., Noda S., Sakai M., Tashiro M., Shimada H., Yoshida Y., Kubota Y., Matsumura A., Saito A., Kanai T., Yamada S., Yamaguchi M., Nagao Y., Kawachi N., Kamiya T., Takahashi T., Takeda S., Watanabe S. and Nakano T
  • 学会等名: Brain and Health Informatics 2013
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Development of a Method Calculating Detection Efficiency Maps for Quantitative Image Reconstruction of a Compton Camera (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagao Y., Yamaguchi, M. Kawachi N., Fujimaki S., Kamiya T., Takeda S., Watanabe S., Takahashi T., Torikai K., Arakawa K., Nakano T
  • 学会等名: IEEE NSS/MIC/RTSD
  • 年月日: 2013-10-27
• [学会発表] A new beam range monitoring method by measuring low energy photons (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M., Torikai K., Kawachi N., Shimada H., Satoh T., Nagao Y., Fujimaki S., Kokubun M., Watanabe S., Takahashi T., Arakawa K., Kamiya T., Nakano T
  • 学会等名: IEEE NSS/MIC/RTSD
  • 年月日: 2013-10-27
• [学会発表] An evaluation of three-dimensional imaging by use of Si/CdTe Compton cameras (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M., Nagao Y., Kawachi N., Fujimaki S., Kamiya T., Odaka H., Kokubun M., Takeda S., Watanabe S., Takahashi T., Shimada H., Torikai K., Arakawa K., Nakano T
  • 学会等名: IEEE NSS/MIC/RTSD
  • 年月日: 2013-10-27
• [学会発表] 植物体内における複数元素動態の同時撮像技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河地有木,鈴井伸郎,石井里美,尹永根,山口充孝,長尾悠人,神谷富裕,高橋忠幸,中野隆史,藤巻秀
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度名古屋大会
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 医学・生物学応用のためのSi/CdTe半導体コンプトンカメラの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口充孝,長尾悠人,河地有木,藤巻秀,荒川和夫,神谷富裕,小高裕和,国分紀秀,武田伸一郎,渡辺伸,高橋忠幸,鳥飼幸太,島田博文,中野隆史
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] コンプトンカメラの医学・生物学応用に向けた定量的画像再構成法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長尾悠人,山口充孝,河地有木,藤巻秀,神谷富裕,武田伸一郎,渡辺伸,高橋忠幸,鳥飼幸太,荒川和夫,中野隆史
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Si/CdTeコンプトンカメラによる近接領域におけるガンマ線源強度分布の定量撮像を目的とした画像再構成手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長尾悠人,山口充孝,河地有木,藤巻秀,神谷富裕,武田伸一郎,小高裕和,渡辺伸,国分紀秀,高橋忠幸,鳥飼幸太,島田博文,荒川和夫,鈴木義行,中野隆史
  • 学会等名: 第14回放射線プロセスシンポジウム
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] 「癌に対する重粒子線治療」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中野 隆史
  • 学会等名: 第34回日本癌局所療法研究会
  • 発表場所: 福島
  • 招待講演
• [学会発表] ｼﾝﾎﾟｼﾞｳﾑII「粒子線治療のための物理学、化学、生物学」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中野 隆史
  • 学会等名: 第41回放射線による制癌シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] 「群馬大学における重粒子線マイクロサージェリィ治療技術の開発について」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中野 隆史
  • 学会等名: 第9回日本粒子線治療臨床研究会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] 「日本における粒子線治療の歴史と将来展望」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中野 隆史
  • 学会等名: JASTRO第25回学術大会 三菱主催ランチョンセミナー
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Si/CdTeコンプトンカメラによる近接領域におけるガンマ線源強度分布の定量撮像を目的とした画像再構成手法の開発
  • 著者名/発表者名: 長尾 悠人, 山口 充孝, 河地 有木, 藤巻 秀, 神谷 富裕, 武田 伸一郎, 小高 裕和,渡辺 伸, 国分 紀秀,高橋 忠幸, 鳥飼 幸太, 島田 博文, 荒川 和夫, 鈴木 義行, 中野 隆史
  • 学会等名: 第14回放射線プロセスシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 植物体内における複数元素動態の同時撮像技術の開発,日本土壌肥料学会
  • 著者名/発表者名: 河地 有木, 鈴井 伸郎, 石井 里美, 尹 永根, 山口 充孝, 長尾 悠人, 神谷 富裕, 高橋 忠幸, 中野 隆史, 藤巻 秀
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会 2013年度名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Development of a Method Calculating Detection Efficiency Maps for Quantitative Image Reconstruction of a Compton Camera
  • 著者名/発表者名: Nagao Y., Yamaguchi M., Kawachi N., Fujimaki S., Kamiya T., Takeda S., Watanabe S., Takahashi T., Torikai K., Arakawa K., Nakano T.
  • 学会等名: IEEE NSS/MIC/RTSD
  • 発表場所: 韓国
• [学会発表] A new beam range monitoring method by measuring low energy photons
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M., Torikai K., Kawachi N., Shimada H., Satoh T., Nagao Y., Fujimaki S., Kokubun M., Watanabe S., Takahashi T., Arakawa K., Kamiya T., Nakano T.
  • 学会等名: IEEE NSS/MIC/RTSD
  • 発表場所: 韓国
• [学会発表] An evaluation of three-dimensional imaging by use of Si/CdTe Compton cameras
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M., Nagao Y., Kawachi N., Fujimaki S., Kamiya T., Odaka H., Kokubun M., Takeda S., Watanabe S., Takahashi T., Shimada H., Torikai K., Arakawa K., Nakano T.
  • 学会等名: IEEE NSS/MIC/RTSD
  • 発表場所: 韓国
• [学会発表] Carbon beam microsurgery and medical compton camera for next generation microsurgery system
  • 著者名/発表者名: Torikai K., Suzuki Y., Arakawa K., Noda S., Sakai M., Tashiro M., Shimada H., Yoshida Y., Kubota Y., Matsumura A., Saito A., Kanai T., Yamada S., Yamaguchi M., Nagao Y., Kawachi N., Kamiya T., Takahashi T., Takeda S., Watanabe S. and Nakano T.
  • 学会等名: AMDE2013
  • 発表場所: 群馬大学
• [学会発表] Carbon beam microsurgery and medical compton camera for next generation brain surgery
  • 著者名/発表者名: Torikai K., Suzuki Y., Arakawa K., Noda S., Sakai M., Tashiro M., Shimada H., Yoshida Y., Kubota Y., Matsumura A., Saito A., Kanai T., Yamada S., Yamaguchi M., Nagao Y., Kawachi N., Kamiya T., Takahashi T., Takeda S., Watanabe S. and Nakano T.
  • 学会等名: Brain and Health Informatics 2013
  • 発表場所: 前橋市
• [学会発表] 医学・生物学用マルチヘッドSi/CdTe半導体コンプトンカメラのための横断断層撮像画質のシミュレーションによる評価
  • 著者名/発表者名: 山口 充孝, 酒井 真理, 長尾 悠人, 河地 有木, 藤巻 秀, 荒川 和夫, 神谷 富裕, 小高 裕和, 国分 紀秀, 武田 伸一郎, 渡辺 伸, 高橋 忠幸, 鳥飼 幸太, 中野 隆史
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
• [学会発表] 医学用Si/CdTe半導体コンプトンカメラの体幹部における散乱が画質に与える影響
  • 著者名/発表者名: 酒井真理，菊地美貴子，鳥飼幸太，荒川和夫，山口充孝，長尾悠人，河地有木，藤巻秀, 神谷富裕，小高裕和，国分紀秀，武田伸一郎，渡辺伸，高橋忠幸，中野隆史
  • 学会等名: 第53回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター