| 研究課題/領域番号 |
26870864
|
|---|
| 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 |
田島 英朗 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 (70572907)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | PET / 脳PET / 画像再構成 / 計算機シミュレーション / PETジオメトリ |
|---|
| 研究実績の概要 |
あご紐付きヘルメットPETのジオメトリは、半球型検出器と、あご紐検出器によって構成され、少ない検出器で効率良く脳機能測定に必要な感度を高めることができる。当該年度に実施した研究では、高感度・高精度・低コストな脳PETの実現を目指したあご紐付きヘルメット型PET装置に関する基礎検討として、特殊な検出器配置のPETジオメトリに対応したデータ処理手法と、画像再構成手法の開発を行った。そして、計算機シミュレーションによって、あご紐検出器配置の検討を行った。具体的には、放射線医学総合研究所の独自技術である4層DOI検出器を用いることを想定してジオメトリを設計し、あご紐検出器の角度による装置の画像化性能を評価することで、あご紐検出器を可動式にした場合の測定時の検出器配置の最適化を行った。その際、4層DOI検出器は、3.0 mm×3.0 mm×7.5 mmのシンチレータが16×16×4の配列に並べられている構成とした。また、半球型検出器は、半径12.6cmの半球上に接する、直径の異なる3つリングと、頭頂部をカバーする十字状に並べた5つの検出器によって構成し、あご紐検出器は、中心が半球型検出器の中心よりも6.0 cm下の半径12.6cmの弧に接するように7個並べて配置した。検出器の数は装置全体で54個であった。4層DOI検出器はブロック検出器であるため、シンチレータを1つ1つ自由に配置できると仮定した場合と比較して、半球上に配置した場合の隙間が大きくなる。そのため、あご紐検出器との位置関係によっては、同時計数の効率が悪くなり画質に悪影響がでる可能性が危惧された。そして、計算機シミュレーションによる検討の結果、あご紐検出器の配置場所によって画質に差が出ることが明らかになり、半球の底面に対して70°の位置にあご検出器が配置される構成の時に、最もノイズが少なくなることがわかった。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
今年度の成果として、通常の円筒型のPET装置とは全く異なった、自由な検出器配置に対応可能な画像再構成法の開発に取り組み、大規模並列化が可能なGPUにおいて実装を行い動作させることに成功した。その際、空間分解能補正や感度補正、減弱補正の実装を行った。また画像再構成アルゴリズムとして、ブロック反復法であるOSEM法の他、FBP法、3D DRAMA法を実装した。そして、当初の計画では、シンチレータが個別に並んだジオメトリを仮定してイメージングシミュレーションを行うことを想定していたが、実際に試作機を設計する際に、これまでに多くの実績がある4層DOI検出器を用いることも検討の範囲に入れ、シミュレーションによりあご紐検出器位置の最適化を行った。また、検出器素子開発のための基礎検討としては、試作を考慮に入れ、これまでに実績のある4層DOI検出器をベースに高分解能化する方向での検討を行っており、現在どこまでの高分解能化が有効であるのかを明らかにするために、イメージングシミュレーションを進めている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
これまでの検討では、幾何学的な影響のみを解析的に計算して行っているが、様々な物理現象を考慮に入れたモンテカルロシミュレーションの準備も進めており、今後は、モンテカルロシミュレーションによるジオメトリ評価並びに画像再構成法の評価を行う。また、あご紐付きヘルメットPET装置に適した、高分解能なPET検出器の設計を進め、試作と評価を行う。その際、シンチレータの材質として、LGSOの他、GAGGなど、性能や調達のコスト等を考慮して使用するものを決定する。
|
