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2010 年度 実績報告書

診断と治療の融合に向けた開放型リアルタイムPET装置の基礎的・実証的研究

研究課題

研究課題/領域番号 22240065
研究機関独立行政法人放射線医学総合研究所

研究代表者

山谷 泰賀  独立行政法人放射線医学総合研究所, 分子イメージング研究センター, チームリーダー (40392245)

研究分担者 工藤 博幸  筑波大学, システム情報工学研究科, 教授 (60221933)
菅 幹生  千葉大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00294281)
羽石 秀昭  千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 教授 (20228521)
キーワード画像診断システム / PET / 画像再構成 / 放射線がん治療 / 核医学 / ポジトロンCT
研究概要

我々は、世界的な競争下にある次世代のPET装置開発において、開放化という全く新しい機能を備えた世界初の開放型PET装置「OpenPET」のアイディアを2008年に提案している。本研究では、OpenPETが可能にする診断治療融合システムにより、放射線がん治療の精度を格段に高める革新的コンセプトを提案し、小動物サイズのOpenPET試作機を開発し、ファントムおよび小動物レベルにてコンセプトの実証実験を行うことを目的とする。具体的には、リアルタイム、すなわち動画のように開放空間を画像化するPETシステムを研究開発し、がんを見ながら、ビームを見ながら、治療効果を見ながら照射する、安全・安心・確実な未来の放射線がん治療の実現を目指す。
今年度は、小型のOpenPETを一次試作し、治療ビームの標的内分布を3次元的に画像化するコンセプトを実証した。具体的には、8個の4層DOI検出器(42mm角)から成る検出器リング2本を離して配置し、27mm幅の開放領域(42mmの検出器間ギャップ)を確保した。ヒト用に相似拡大した場合、放射線治療等に十分な20cmから30cmの開放領域に相当する。そして、重粒子線がん治療装置HIMACにて、治療ビームの体内分布を可視化できることをファントム実験にて実証した。具体的には、直径4cmのPMMA円筒ファントムに放射化した重粒子線(11C)ビームを1e+5particle/secで20分間照射し、照射直後の20分PET計測(off-beam)と、照射中のPET計測(in-beam)のどちらにおいても、与えた5mmのレンジの差が明確に画像化できることを示した。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (30件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Development of a small prototype for a proof-of-concept of OpenPET imaging2011

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 雑誌名

      Phys.Med.Biol.

      巻: 56 ページ: 1123-1137

    • 査読あり
  • [学会発表] DOI detectors and systems toward the future PET and PET/MRI PET-MRI2011

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Integrated PET-MRI
    • 発表場所
      大阪、千里ライフサイエンスセンター(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-29
  • [学会発表] GPU-based image reconstruction method including geometrical detector response functions for OpenPET2011

    • 著者名/発表者名
      Shoko Kinouchi, T.Yamaya, M.Suga, H.Kudo
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia
    • 発表場所
      沖総,てんぶす那覇
    • 年月日
      2011-01-19
  • [学会発表] Analytical approach to compensate loss of low frequency information in OpenPET image reconstruction2011

    • 著者名/発表者名
      T.Katsunuma, H.Kudo, M.Suga, T.Yamaya
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia
    • 発表場所
      沖縄、てんぶす那覇
    • 年月日
      2011-01-18
  • [学会発表] A new component-based normalization method for OpenPET image reconstruction2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyoshi, T.Yamaya, M.Suga
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia
    • 発表場所
      沖縄,てんぶす那覇
    • 年月日
      2011-01-18
  • [学会発表] 小型OpenPETの試作(1)開放イメージングのコンセプト実証2010

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      第50回日本核医学会学術総会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2010-11-13
  • [学会発表] 小型OpenPETの試作(2)ハードウェア詳細2010

    • 著者名/発表者名
      吉田英治、山谷泰賀
    • 学会等名
      第50回日本核医学会学術総会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2010-11-13
  • [学会発表] 小型OpenPETの試作(3)リアルタイムイメージングシステムの開発2010

    • 著者名/発表者名
      田島英朗、山谷泰賀
    • 学会等名
      第50回日本核医学会学術総会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2010-11-13
  • [学会発表] A small prototype for a proof-of-concept of OpenPET imaging2010

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      IEEE Nucl.Sci.Symp.Med.Imag.Conf.
    • 発表場所
      米国ノックスビル
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] Real-time imaging system for a small OpenPET prototype2010

    • 著者名/発表者名
      H.Tashima、T.Yamaya
    • 学会等名
      IEEE Nucl.Sci.Symp.Med.Imag.Conf.
    • 発表場所
      米国ノックスビル
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] GPU implementation of list-mode DRAMA for real-time OpenPET image reconstruction2010

    • 著者名/発表者名
      Shoko Kinouchi, T.Yamaya, M.Suga, H.Kudo
    • 学会等名
      IEEE Nucl.Sci.Symp.Med.Imag.Conf.
    • 発表場所
      米国ノックスビル
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] Performance evaluation of an OpenPET detector for heavy ion therapy under actual in-beam condition2010

    • 著者名/発表者名
      F.Nishikido, T.Yamaya
    • 学会等名
      IEEE Nucl.Sci.Symp.Med.Imag.Conf.
    • 発表場所
      米国ノックスビル
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] 小型OpenPET試作機の開発と重粒子線照射野イメージングの実証2010

    • 著者名/発表者名
      吉田英治、山谷泰賀
    • 学会等名
      日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      東京、学術総合センター
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] リアルタイムOpenPET装置の実現に向けたリストモードDRAMA画像再構成手法の高速実装2010

    • 著者名/発表者名
      木内尚子、山谷泰賀、菅幹生
    • 学会等名
      日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      東京、学術総合センター
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] 小型OpenPETの試作と開放イメージングのコンセプト実証2010

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 小型OpenPET試作機の性能評価2010

    • 著者名/発表者名
      吉田英治、山谷泰賀
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] First imaging tests of an OpenPET prototype for small animals2010

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      2010World Molecular Imaging Congress
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2010-09-08
  • [学会発表] 新たな展開を切り拓く次世代PET装置の研究開発2010

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      第29回日本医用画像工学会大会予稿集
    • 発表場所
      東海大学伊勢原キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-31
  • [学会発表] OpenPET実証実験機における高速かつ高精度なGPU画像再構成手法の評価2010

    • 著者名/発表者名
      木内尚子、山谷泰賀、菅幹生
    • 学会等名
      第29回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      東海大学伊勢原キャンパス
    • 年月日
      2010-07-30
  • [学会発表] Next generation positron emission tomography (PET) for molecular imaging2010

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      The 4th Yamada Symposium on Advanced Photons and Science Evolution
    • 発表場所
      大阪、JICA(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-18
  • [学会発表] Development of a small animal OpenPET prototype for a proof-of-concept of PET imaging during radiation therapy2010

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      2010 SNM Annual Meeting
    • 発表場所
      米国ソルトレイクシティ
    • 年月日
      2010-06-08
  • [学会発表] コンセプト実証のための小動物用OpenPET試作機の開発2010

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      日本分子イメージング学会第5回総会・学術集会
    • 発表場所
      大津、ピアザ淡海
    • 年月日
      2010-05-23
  • [学会発表] First in-beam tests of a small OpenPET prototype for a proof-of-concept of PET imaging during particle therapy2010

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      PTCOG 49
    • 発表場所
      グリーンドーム前橋
    • 年月日
      2010-05-21
  • [学会発表] In-beam experiment using two OpenPET detectors for carbon beam therapy2010

    • 著者名/発表者名
      F.Nishikido, T.Yamaya
    • 学会等名
      PTCOG 49
    • 発表場所
      グリーンドーム前橋
    • 年月日
      2010-05-21
  • [学会発表] Recent Development in Technologies for the Next Generation PET in Japan2010

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Hybrid Molecular Imaging Technology
    • 発表場所
      韓国、Yonsei University Wonju Campus(招待講演)
    • 年月日
      2010-05-20
  • [学会発表] OpenPETによるがん診断治療融合コンセプトの提案と小型実証実験装置の設計2010

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      第99回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-04-10
  • [学会発表] 炭素線照射下で計測可能なインビーム用OpenPET検出器の開発2010

    • 著者名/発表者名
      錦戸文彦、山谷泰賀
    • 学会等名
      第99回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-04-10
  • [学会発表] OpenPET画像再構成対応の要素別感度補正法の評価2010

    • 著者名/発表者名
      三好裕司、山谷泰賀、菅幹生
    • 学会等名
      第99回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-04-10
  • [学会発表] OpenPET画像再構成における周波数欠損の解析2010

    • 著者名/発表者名
      勝沼隆幸、山谷泰賀、菅幹生
    • 学会等名
      第99回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-04-10
  • [学会発表] GPUによるリストモードPET画像再構成におけるシステムモデルの最適化2010

    • 著者名/発表者名
      木内尚子、山谷泰賀、菅幹生
    • 学会等名
      第99回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-04-10
  • [学会発表] 全身同時撮像型PET装置の実現に向けた同時計数判定手法の検討2010

    • 著者名/発表者名
      吉田英治、山谷泰賀
    • 学会等名
      第99回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-04-10
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      http://www.nirs.go.jp/research/division/mic/group/t_imaging-butsuri.html

  • [備考] 成果報告書

    • URL

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

  • [産業財産権] PET装置における同時計数判定方法及び装置2010

    • 発明者名
      吉田英治、山谷泰賀
    • 権利者名
      放射線医学総合研究所
    • 産業財産権番号
      国際特許出願、PCT/JP2010/056254
    • 出願年月日
      2010-04-06
    • 外国

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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