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2020 年度 実績報告書

多核種同時撮像のためのコンプトンカメラ機能を持つPET検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K20723
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

田久 創大  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 博士研究員(任常) (60796473)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード放射線検出器 / PET / コンプトンカメラ
研究実績の概要

核医学画像診断装置であるPET (positron emission tomography)は、511 keV対消滅光子しか測定できないため、生体の複数の機能を同時に画像化することはできない。そこで本研究では、広範囲のエネルギーの放射線を同時に撮像できる、コンプトンカメラの機能を追加したPET検出器の開発を進めている。
本年度は、コンプトンカメラの散乱体として使う高エネルギー分解能シンチレーション検出器を開発し、画像化実験を行った。2.9×2.9×7.5 mm3のGSOシンチレータ結晶を1層目7×7、2層目8×8配列で光学結合し、2層構造のGSO結晶ブロックを製作した。この結晶ブロックを3 mm角8×8チャンネルの浜松ホトニクス製multi-pixel photon counter (MPPC)アレイモジュールに結合した。検出器のエネルギー分解能を実測したところ、81 keVで23.5%、141 keVで14.7%、202 keVで12.7%、307 keVで11.2%、511 keVで10.4%、662 keVで10.1%と良好なエネルギー分解能値が得られた。
この検出器と、所属ラボの別プロジェクトで開発されたPET検出器(同じサイズのGSO結晶を16×16×4層構造に配列したPET検出器)を吸収体として用いることで、コンプトンカメラ試作機を構成した。Ba-133(主に81 keVと356 keV)、Na-22(511 keVと1275 keV)およびCs-137(662 keV)の3つの点線源を散乱検出器から5 cmの距離に重ねて置き、コンプトンカメラとしての測定を行った。上記エネルギーに相当するウインドウを各々設定し、コンプトンカメラ画像再構成を行った。結果は、Ba-133点線源は画像化出来なかったが、511 keV, 1275 keV, 662 keVの3つのガンマ線を区別して画像化することが出来た。多核種同時撮像が可能なコンプトンカメラ機能を持つPET検出器の開発に成功した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] GAGG-MPPC detector with optimized light guide thickness for combined Compton-PET applications2021

    • 著者名/発表者名
      Takyu Sodai、Nishikido Fumihiko、Yoshida Eiji、Nitta Munetaka、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: 990 ページ: 164998~164998

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164998

    • 査読あり
  • [学会発表] Whole Gamma Imaging: 小動物用原理実証機の改良2020

    • 著者名/発表者名
      田久創大, 田島英朗, 吉田英治, 脇坂秀克, 小畠藤乃, 高橋美和子, 永津弘太郎, 辻厚至, Katia Parodi, 山谷泰賀
    • 学会等名
      第60 回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] Whole Gamma Imaging: the 3rd Prototype With a Two-layer DOI GSOZ Scatterer Detector2020

    • 著者名/発表者名
      S. Takyu, H. Tashima, E. Yoshida, H. Wakizaka, F. Obata, M. Takahashi, K. Nagatsu, A. Tsuji, K. Parodi, T. Yamaya
    • 学会等名
      2020 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Zr-89 Whole Gamma Imaging のための2 層DOI 型GSO 散乱検出器の開発2020

    • 著者名/発表者名
      田久創大, 田島英朗, 吉田英治, 脇坂秀克, 小畠藤乃, 高橋美和子, 永津弘太郎, 辻厚至, Katia Parodi, 山谷泰賀
    • 学会等名
      第81 回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Development of a two-layer staggered detector for a scatterer of whole gamma imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Sodai Takyu, Eiji Yoshida, Akram Mohammadi, Kei Kamada, Taiga Yamaya
    • 学会等名
      第119 回日本医学物理学会学術大会
  • [備考] 次世代PET開発研究会報告書

    • URL

      https://www.nirs.qst.go.jp/usr/medical-imaging/ja/study/main.html

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公開日: 2021-12-27  

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