• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 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(系), 教授 (60221933)
菅 幹生  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 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)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
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。そして、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最終目的とした。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った。最終年度である本年度は、下記の課題を実施し、研究を総括した。
・リアルタイム画像再構成システム:事前確率を導入したMAP推定による画像再構成法に、照射ビームのプロファイル情報を用いる照射野画像化手法を実装した。また、照射ターゲット追跡システムについては、呼吸位相を時間遅れなくモニターできるセンサーをOpenPETと併用して、腫瘍トラッキングの精度を向上させる方法を開発した。
・照射ターゲット追跡の実証実験:開発装置を用いて、PETプローブをマーカーにして、動く体内標的をリアルタイムに追跡するシステムの実証実験を行った。
・照射野画像化の実証実験:開発装置を放医研・重粒子線がん治療装置(HIMAC)の物理実験ポートに設置し、アクリルファントムに照射し、照射中および照射直後における画像化試験を行った。
・生体影響画像化の基礎実験:ラットおよびウサギを用いて重粒子線ビームを可視化する実験を行い、血流が画像に与える影響を調査した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (44件)

すべて 2013 2012 2010 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 第二世代開放型PET「Single-Ring OpenPET」のモンテカルロシミュレーションによるDOI検出器を用いた実装の検討2013

    • 著者名/発表者名
      田島英朗
    • 雑誌名

      MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY

      巻: 31 ページ: 83-87

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 呼吸性体動に対応したPETベース腫瘍トラッキング2013

    • 著者名/発表者名
      品地哲弥
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(IEICE Technical Report)

      巻: 112 ページ: 129-133,

  • [雑誌論文] A single-ring OpenPET enabling PET imaging during radiotherapy2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tashima
    • 雑誌名

      Phys. Med. Biol.

      巻: 57 ページ: 4705-4718

    • DOI

      10.1088/0031-9155/57/14/4705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU-Based PET image reconstruction using an accurate geometrical system model2012

    • 著者名/発表者名
      Shoko Kinouchi
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Nucl. Sci

      巻: 59 ページ: 1977-1983

    • DOI

      10.1109/TNS.2012.2201953

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A small prototype of a single-ring OpenPET2012

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

      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record

      巻: 0 ページ: M06-2

  • [雑誌論文] Simulation study of real-time tumor tracking by OpenPET using the 4D XCAT phantom with a realistic 18F-FDG distribution2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tashima
    • 雑誌名

      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record

      巻: 0 ページ: M10-21

  • [雑誌論文] Development and performance evaluation of a singlering OpenPET prototype2012

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yoshida
    • 雑誌名

      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record

      巻: 0 ページ: M16-16

  • [雑誌論文] Time delay correction method for PET-based tumor tracking2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Shinaji
    • 雑誌名

      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record

      巻: 0 ページ: M16-29

  • [雑誌論文] Total variation minimization for in-beam PET image reconstruction2012

    • 著者名/発表者名
      Shoko Kinouchi
    • 雑誌名

      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record

      巻: 0 ページ: M17-42

  • [雑誌論文] X-ray detector made of plastic scintillators and WLS fiber for real-time dose distribution monitoring in interventional radiology2012

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Nishikido
    • 雑誌名

      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record

      巻: 0 ページ: M22-2

  • [学会発表] 第二世代OpenPET小型試作機のイメージング性能評価2013

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      2013年応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      厚木
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] OpenPET prototypes for a proof of 3D in-situ imaging of a irradiation field in carbon ion therapy2013

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      Third International Conference on Real-time Tumor-tracking Radiation Therapy with 4D Molecular Imaging Technique
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20130208-20130208
  • [学会発表] Feasibility study of real-time tumore tracking by OpenPET during radioitherapy2013

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tashima
    • 学会等名
      Third International Conference on Real-time Tumor-tracking Radiation Therapy with 4D Molecular Imaging Technique
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20130208-20130208
  • [学会発表] Development of a novel open-type pet system for 3D dose verification in carbon ion therapy2012

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      Mini-Micro-Nano Dosimetry & International Prostate Cancer Treatment,
    • 発表場所
      Wollongong、オーストラリア
    • 年月日
      20121206-20121209
    • 招待講演
  • [学会発表] Monte Carlo Estimation of Effects of Secondary Particles on in-Beam OpenPET Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Hirano
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] A Small Prototype of a Single-Ring OpenPET2012

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Simulation Study of Real-Time Tumor Tracking by OpenPET Using the 4D XCAT Phantom with a Realistic 18F-FDG Distribution2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tashima
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Development and Performance Evaluation of a Single-Ring OpenPET Prototype2012

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yoshida
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Time Delay Correction Method for PET-Based Tumor Tracking2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Shinaji
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Influence of Misalignment of a Scintillator Array and a Multi-Anode PMT for 4-Layer DOI PET Detector2012

    • 著者名/発表者名
      Munetaka Nitta
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Development of a Four-Layer DOI Detector Composed of Zr-Doped GSO Scintillators and a High Sensitive Multi-Anode PMT2012

    • 著者名/発表者名
      Munetaka Nitta
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Total Variation Minimization for in-Beam PET Image Reconstruction2012

    • 著者名/発表者名
      Shoko Kinouchi
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Optimization of the in-Beam OpenPET Detector for Carbon Beam Irradiation2012

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Nishikido
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] Theoretical and Numerical Analysis of the Single-Ring OpenPET Geometry for in-Beam PET2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tashima
    • 学会等名
      2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      Anaheim、米国
    • 年月日
      20121028-20121103
  • [学会発表] 18F-FDGの薬剤分布を持つ4D XCATファントムを用いたOpenPETによるリアルタイム腫瘍追跡の検討2012

    • 著者名/発表者名
      田島英朗
    • 学会等名
      52回日本核医学会学術総会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20121011-20121013
  • [学会発表] 第二世代開放型PET「Single-Ring OpenPET」の小型試作機開発2012

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      第52回日本核医学会学術総会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20121011-20121013
  • [学会発表] 第二世代OpenPET の小型試作機開発2012

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会講演予稿集
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      20120912-20120912
  • [学会発表] OpenPETにおける腫瘍トラッキング2012

    • 著者名/発表者名
      品地哲弥
    • 学会等名
      第31回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20120804-20120804
  • [学会発表] 第二世代開放型PET「Single-Ring OpenPET」の提案とブロック検出器による実装の検討2012

    • 著者名/発表者名
      田島英朗
    • 学会等名
      第31回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20120804-20120804
  • [学会発表] OpenPETによる粒子線照射野画像化のためのTotal variation最小化画像再構成法の検討2012

    • 著者名/発表者名
      木内尚子
    • 学会等名
      第31回日本医用画像工学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20120804-20120804
  • [学会発表] Washout effect in rats during in-beam imaging by the small OpenPET prototype2012

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      SNM2012 Annual Meeting
    • 発表場所
      Miami、米国
    • 年月日
      20120612-20120612
  • [学会発表] Simulation study of real-time tumor tracking by OpenPET using 4D XCAT phantom with 18F-FDG distribution2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tashima
    • 学会等名
      SNM2012 Annual Meeting
    • 発表場所
      Miami、米国
    • 年月日
      20120612-20120612
  • [学会発表] In-beam imaging tests of the small Openpet prototype with radioactive beam irradiation2012

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      World Congress on Medical Physics and Miomedical Engineering 2012
    • 発表場所
      Beijing、中国
    • 年月日
      20120529-20120529
  • [学会発表] Washout Measurement in Rats During In-Beam Imaging By the Small OpenPET Prototype2012

    • 著者名/発表者名
      Taiga Yamaya
    • 学会等名
      PTCOG 51 Scientific Meetings
    • 発表場所
      Seoul、韓国
    • 年月日
      20120517-20120519
  • [学会発表] Evaluation of the OpenPET detector for in-beam imaging using Zr doped GSO crystals under carbon beam2012

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Nishikido
    • 学会等名
      PTCOG 51 Scientific Meetings
    • 発表場所
      Seoul、韓国
    • 年月日
      20120517-20120519
  • [学会発表] OpenPET:小型試作機によるC-10ビーム照射野イメージング性能の実証2012

    • 著者名/発表者名
      山谷泰賀
    • 学会等名
      第103回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120412-20120415
  • [学会発表] GSOZを用いたPET検出器の炭素線照射下における最適化と特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      錦戸文彦
    • 学会等名
      第103回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120412-20120415
  • [学会発表] OpenPET:第二世代開放型PET「Single-Ring OpenPET」の提案2012

    • 著者名/発表者名
      田島英朗
    • 学会等名
      第103回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120412-20120415
  • [学会発表] 第二世代開放型PET「Single-ring OpenPET」のための検出器配置方法の検討2012

    • 著者名/発表者名
      木内尚子
    • 学会等名
      第103回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120412-20120415
  • [学会発表] GSOZと高感度PMTを用いたOpenPET用DOI検出器の試作2012

    • 著者名/発表者名
      新田宗孝
    • 学会等名
      第103回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120412-20120415
  • [備考] 研究紹介

    • URL

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

  • [備考] 研究成果

    • URL

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

  • [産業財産権] 楕円軌道回転機構及びPET装置2012

    • 発明者名
      山谷泰賀, 田島英朗, 東又厚
    • 権利者名
      放射線医学総合研究所、三樹工業株式会社
    • 産業財産権番号
      特願2012-103961
    • 出願年月日
      2012-04-27
  • [産業財産権] オープンPET/MRI複合機2010

    • 発明者名
      山谷泰賀, 村山秀雄, 小畠隆行, 青木伊知男
    • 権利者名
      放射線医学総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特許第5224421号
    • 出願年月日
      2010-09-16
    • 取得年月日
      2013-03-22

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi