結晶シンチレータによる医療用高感度γ線コンプトンカメラの開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04769
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 村石 浩 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (00365181)
• 研究分担者: 武田 徹 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (10197311) ; 榎本 良治 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (80183755) ; 片桐 秀明 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (50402764) ; 福士 政広 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 教授 (70199199) ; 加賀谷 美佳 仙台高等専門学校, 総合工学科, 助教 (10783467)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: コンプトンカメラ / 放射能汚染 / 放射線計測 / 分子イメージング / 画像再構成

研究実績の概要

本研究では、医療現場で使用可能な高感度全方向γ線コンプトンカメラ技術を独自に提案・開発し、医療現場への応用の可能性を実証することを研究目的とした。最終年度である平成30年度（4年目）においては、これまでに提案・開発に成功した全方向γ線コンプトンカメラ技術を実際の医療現場へ応用するための具体的検討を複数展開した。詳細を以下に示す。
(1)尿中放射能の可視化・定量化測定：PET(Positron Emission Tomography)検査前に患者から排泄された尿中放射能を遠隔より高精度で安全かつ容易に可視化・定量化が可能であることを実証し、国際学術誌Biomedical Physics and Engineering Expressに発表した。本手法は、将来、患者ごとのPET検査前の測定値をPET診断画像に組み込むことで、がんの治療評価判定精度の向上や新しい医療評価指標の創生などが期待される。
(2)α線放出塩化ラジウムRa-223薬剤による汚染箇所の可視化：去勢抵抗性前立腺がんの骨転移に対するRI内用療法において国内で初めて認可されたα線放出放射性医薬品（塩化ラジウム）による放射能汚染を想定した可視化測定試験を北里大学病院核医学施設にて遂行し、0.1MBq程度の極低線量汚染箇所を室内において数分程度で可視化可能であることを実証し、アメリカの応用物理学会（2019 IEEE NSS/MIC(Sydney, Australia))で学術発表を行った（投稿論文準備中）。
(3)回転型コンプトンカメラの提案：本研究で開発したコンプトンカメラシステムを自動回転ステージに固定し回転させながらの測定を可能とすることで、全方向γ線画像の画質を大幅かつ容易に向上させることが可能であることを実証した（特許出願中（特願2018-177648））。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 遮蔽体を使用しない可搬型放射能検査装置の開発―低線量汚染環境での原木シイタケ栽培用ホダ木の屋外検査― (2019)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷美佳、片桐秀明、榎本良治、山口晶子、石川洋一、平出政和、村石 浩、渡辺 宝、内田智久、田中真伸、吉田龍生
  • 雑誌名: RADIOISOTOPES 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remote measurement of urinary radioactivity of 18F-FDG PET patients using Compton camera for improved accuracy of the standardized uptake value (2018)
  • 著者名/発表者名: Takara Watanabe, Daisuke Kano, Ryoji Enomoto, Hiroshi Muraishi, Ryo Wakamatsu, Hideaki Katagiri, Mika Kagaya, Masahiro Fukushi, Syota Hosokawa, Tohoru Takeda, Manobu M. Tanaka, Tomohisa Uchida, and Yoshihiro Nakagami
  • 雑誌名: Biomedical Physics and Engineering Express 巻: 4 ページ: 065029(6pp)
  • DOI: 10.1088/2057-1976/aae6b8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an All-Sky Gamma-Ray Compton Camera Based on Scintillators for Use in High-Dose Environments (2018)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Katagiri, Wataru Satoh, Ryoji Enomoto, Ryo Wakamatsu, Takara Watanabe, Hiroshi Muraishi, Mika Kagaya, Souichi Tanaka, Kiyoto Wada, Manobu Tanaka, Tomohisa Uchida
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 55 ページ: 1172-1179
  • DOI: 10.1080/00223131.2018.1485598
  • 査読あり
• [雑誌論文] 塩化ラジウム223による放射能汚染を可視化するための高感度全方向コンプトンカメラの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤亮太郎、村石 浩、渡辺 宝、榎本良治、片桐秀明、加賀谷美佳、加納大輔、武田 徹、野田茂利、菊池 敬、前垣友栄、内田智久、田中真伸
  • 雑誌名: Japanese Journal of Medical Physics 巻: 38(Sup.3) ページ: 66
• [雑誌論文] Visualization of Ra-223 chloride using a gamma-ray omnidirectional Compton camera for radioactive environmental monitoring (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Muraishi, Takara Watanabe, Ryoji Enomoto, Hideaki Katagiri, Mika Kagaya, Daisuke Kano, Ryotaro Kondo, Tohru Takeda, Shigetoshi Noda, Kei Kikuchi, Tomoe Maegaki, Tomohisa Uchida, Manobu Tanaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Medical Physics 巻: 38(Sup.1) ページ: 130
• [雑誌論文] Remote measurement of the radioactivity in urine passed by PET scan patients using a Compton camera (2018)
  • 著者名/発表者名: Takara Watanabe, Hiroshi Muraishi, Ryoji Enomoto, Daisuke Kano, Mika Kagaya, Hideaki Katagiri, Tomohisa Uchida, Ryotaro Kondo, Tohru Takeda, Manobu Tanaka, Yoshihiro Nakagami, Fukushi Masahiro, Syota Hosokawa, Tatsuo Yoshida
  • 雑誌名: Japanese Journal of Medical Physics 巻: 38(Sup.1) ページ: 131
• [学会発表] 回転機能付き全方向γ線コンプトンカメラの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 近藤亮太郎、村石 浩、榎本良治、片桐秀明、加賀谷美佳、成田尚史、渡辺 宝、加納大輔、武田 徹、内田智久、田中真伸
  • 学会等名: 2019年 第66回応用物理学会春季学術大会（東工大）
• [学会発表] Visualization of Ra-223 chloride using an omnidirectional gamma-ray imaging Compton camera for radioactive environmental monitoring (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Muraishi, Ryotaro Kondo, Takara Watanabe, Ryoji Enomoto, Hideaki Katagiri, Mika Kagaya, Daisuke Kano, Tohru Takeda, Shigetoshi Noda, Kei Kikuchi, Hidetake Hara, Tomoe Maegaki, Tomohisa Uchida, Manobu Tanaka
  • 学会等名: IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference 2018 (Sydney, Australia)
  • 国際学会
• [学会発表] Visualization of Ra-223 chloride using an omnidirectional Compton camera for radioactive environmental monitoring (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Muraishi, Ryotaro Kondo, Takara Watanabe, Ryoji Enomoto, Hideaki Katagiri, Mika Kagaya, Naofumi Narita, Daisuke Kano, Tohru Takeda, Shigetoshi Noda, Tomohisa Uchida, Manobu Tanaka
  • 学会等名: 18th Asia-Oceania Congress of Medical Physics (AOCMP) (Kuala Lumpur, Malysia)
  • 国際学会
• [学会発表] 塩化ラジウム223による放射能汚染を可視化するための高感度全方向コンプトンカメラの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤亮太郎、村石 浩、渡辺 宝、榎本良治、片桐秀明、加賀谷美佳、加納大輔、武田 徹、野田茂利、菊池 敬、前垣友栄、内田智久、田中真伸
  • 学会等名: 第116回日本医学物理学会学術大会（盛岡）
• [学会発表] 立木のスクリーニング検査に用いる放射能検査装置 の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷美佳、榎本良治、片桐秀明、近藤亮太郎、村石 浩、渡辺 宝
  • 学会等名: 日本きのこ学会第22回大会（函館）
• [学会発表] Visualization of Ra-223 chloride using a gamma-ray omnidirectional Compton camera for radioactive environmental monitoring (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Muraishi, Takara Watanabe, Ryoji Enomoto, Hideaki Katagiri, Mika Kagaya, Daisuke Kano, Ryotaro Kondo, Tohru Takeda, Shigetoshi Noda, Kei Kikuchi, Tomoe Maegaki, Tomohisa Uchida, Manobu Tanaka
  • 学会等名: 第115回日本医学物理学会学術大会（横浜）
• [学会発表] Remote measurement of the radioactivity in urine passed by PET scan patients using a Compton camera (2018)
  • 著者名/発表者名: Takara Watanabe, Hiroshi Muraishi, Ryoji Enomoto, Daisuke Kano, Mika Kagaya, Hideaki Katagiri, Tomohisa Uchida, Ryotaro Kondo, Tohru Takeda, Manobu Tanaka, Yoshihiro Nakagami, Fukushi Masahiro, Syota Hosokawa, Tatsuo Yoshida
  • 学会等名: 第115回日本医学物理学会学術大会（横浜）
• [備考] 北里大学医療衛生学部医療工学科診療放射線技術科学専攻 村石浩 研究内容
  • URL: http://www.kitasato-u.ac.jp/ahs/rt/muraishi/index.html
• [産業財産権] 放射線検出装置、放射線検出方法及びプログラム (2018)
  • 発明者名: 村石 浩
  • 権利者名: 学校法人北里研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2018-177648