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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22240065
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用システム
• 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)
• 連携研究者: 稲玉 直子 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, 主任研究員 (10415408) ; 吉田 英治 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, 主任研究員 (50392246) ; 錦戸 文彦 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, 研究員 (60367117) ; 小畠 隆行 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, チームリーダー (00285107) ; 辻 厚至 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 (60303559) ; 稲庭 拓 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, チームリーダー (10446536) ; 吉川 京燦 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 室長 (00204793) ; 河合 秀幸 千葉大学, 理学研究科, 准教授 (60214590) ; 小尾 高史 東京工業大学, 総合理工学研究科, 准教授 (40280995)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 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

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。

研究成果

• [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, 山谷泰賀, 平野祥之, 吉田英治, 木内尚子, 渡辺光男, 田中栄一
  • 雑誌名: MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY 巻: Vol.31, No.2 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, 田島英朗, 吉田英治, 村山秀雄, 山谷泰賀, 羽石秀昭
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告(IEICE Technical Report) 巻: Vol. 112, No. 411 ページ: 129-133
• [雑誌論文] "A single-ring OpenPET enabling PET imaging during radiotherapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Tashima, Taiga Yamaya, Eiji Yoshida, Shoko Kinouchi, Mitsuo Watanabe, Eiichi Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Med. Biol. 巻: 57 ページ: 4705-4718
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPU-Based PET image reconstruction using an accurate geometrical system model (2012)
  • 著者名/発表者名: Shoko Kinouchi, Taiga Yamaya, Eiji Yoshida, Hideaki Tashima, Hiroyuki Kudo, Hideaki Haneishi, and Mikio Suga
  • 雑誌名: IEEE Trans.Nucl. Sci 巻: vol. 59, no. 5 ページ: 1977-1983
  • 査読あり
• [雑誌論文] A small prototype of a single-ring OpenPET (2012)
  • 著者名/発表者名: Taiga Yamaya, Eiji Yoshida, Shoko Kinouchi, Yasunori Nakajima, Fumihiko Nishikido, Yoshiyuki Hirano, Hideaki Tashima, Hiroshi Ito, Mikio Suga, Hideaki Haneishi, Shinji Sato, Taku Inaniwa
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: 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 distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Tashima, Eiji Yoshida, Tetsuya Shinaji, Yoshiyuki Hirano, Shoko Kinouchi, Fumihiko Nishikido, Mikio Suga, Hideaki Haneishi, Hiroshi Ito and Taiga Yamaya
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M10-21
• [雑誌論文] Development and performance evaluation of a singlering OpenPET prototype (2012)
  • 著者名/発表者名: Eiji Yoshida, Shoko Kinouchi, Hideaki Tashima, Fumihiko Nishikido, Yoshiyuki Hirano, Naoko Inadama, Hideo Murayama, Hiroshi Ito, Taiga Yamaya
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M16-16
• [雑誌論文] Time delay correction method for PET-based tumor tracking (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Shinaji, Hideaki Tashima, Eiji Yoshida, Hideo Murayama, Taiga Yamaya, Hideaki Haneishi
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M16-29
• [雑誌論文] Influence of Misalignment of a Scintillator Array and a Multi-Anode PMT for 4-layer DOI PET detector (2012)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Nitta, Naoko Inadama, Fumihiko Nishikido, Yoshiyuki Hirano, Eiji Yoshida, Hideaki Tashima, Hideyuki Kawai, Hiroshi Ito and Taiga Yamaya
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M16-70
• [雑誌論文] Development of a four-layer DOI detector composed of Zr-doped GSO scintillators and a high sensitive multi-anode PMT (2012)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Nitta, Yoshiyuki Hirano, Naoko Inadama, Fumihiko Nishikido, Eiji Yoshida, Hideaki Tashima, Hideyuki Kawai, Hiroshi Ito and Taiga Yamaya
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M16-71
• [雑誌論文] Total variation minimization for in-beam PET image reconstruction (2012)
  • 著者名/発表者名: Shoko Kinouchi, Taiga Yamaya, Hideaki Tashima, Eiji Yoshida, Hiroshi Ito and Mikio Suga
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M17-42
• [雑誌論文] Theoretical and Numerical Analysis of the Single-Ring OpenPET geometry for in-beam PET (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Tashima, Yoshiyuki Hirano, Shoko Kinouchi, Eiji Yoshida, Hiroshi Ito and Taiga Yamaya
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M22-14
• [雑誌論文] Optimization of the in-beam OpenPET detector for carbon beam irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Nishikido, Yoshiyuki Hirano, Naoko Inadama, Eiji Yoshida, Hideaki Tashima, Shinji Sato, Taku Inaniwa,Hideo Murayama, Hiroshi Ito and Taiga Yamaya
  • 雑誌名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) 巻: M22-2
• [雑誌論文] Real-time Imaging System for the OpenPET (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Tashima, Eiji Yoshida, Shoko Kinouchi, Fumihiko Nishikido, Naoko Inadama, Hideo Murayama, Mikio Suga, Hideaki Haneishi, and Taiga Yamaya
  • 雑誌名: IEEE Trans.Nucl. Sci. 巻: vol. 59, No. 1 ページ: 40-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] System design of a small OpenPET prototype using 4-layer DOI detectors (2012)
  • 著者名/発表者名: Eiji Yoshida, Shoko Kinouchi, Hideaki Tashima, Fumihiko Nishikido, Naoko Inadama, Hideo Murayama, Taiga Yamaya
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology 巻: 5 ページ: 92-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] New component-based normalization method to correct PET system models (2011)
  • 著者名/発表者名: Shoko Kinouchi, Taiga Yamaya, Yuji Miyoshi, Eiji Yoshida, Fumihiko Nishikido, Hideaki Tashima, Mikio Suga
  • 雑誌名: Medical Imaging Technology 巻: Vol.29, No.5 ページ: 239-249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a small prototype for a proof-of-concept of OpenPET imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Taiga Yamaya, Eiji Yoshida, Taku Inaniwa, Shinji Sato, Yasunori Nakajima, Hidekatsu Wakizaka, Daisuke Kokuryo, Atsushi Tsuji, Takayuki Mitsuhashi, Hideyuki Kawai, Hideaki Tashima, Fumihiko Nishikido, Naoko Inadama, Hideo Murayama, Hideaki Haneishi, Mikio Suga, Shoko Kinouchi
  • 雑誌名: Phys. Med. Biol 巻: 56 ページ: 1123-1137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic study of entire whole-body PET scanners based on the OpenPET geometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Eiji Yoshida, Taiga Yamaya, Fumihiko Nishikido, Naoko Inadama, Hideo Murayama
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 621 ページ: 576-580
  • 査読あり
• [備考]
  • URL: http://www.nirs.go.jp/research/division/mic/group/t_imaging-butsuri.html
• [備考]
  • URL: http://www.nirs.go.jp/usr/medical-imaging/ja/study/main.html
• [産業財産権] オープンPET/MRI複合機 (2013)
  • 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
  • 産業財産権番号: 特許第5224421号
  • 取得年月日: 2013-03-22
• [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] 傾斜PET装置及びPET複合装置 (2011)
  • 発明者名: 山谷泰賀
  • 権利者名: 放射線医学総合研究所、浜松ホトニクス
  • 産業財産権番号: PCT/JP2011/62394
  • 出願年月日: 2011-05-30
  • 外国
• [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: PCT/JP2010/056254
  • 出願年月日: 2010-04-06
  • 外国