2016 Fiscal Year Research-status Report
創薬開発のための次世代核医学用コンプトンガンマ線カメラの実用化への基礎的開発
| Project/Area Number |
16K09022
|
|---|
| Research Institution | Tokai University |
|---|
Principal Investigator |
株木 重人 東海大学, 医学部, 講師 (00402777)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫛田 淳子 東海大学, 理学部, 准教授 (80366020)
西嶋 恭司 東海大学, 理学部, 教授 (40202238)
国枝 悦夫 東海大学, 医学部, 教授 (70170008)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | ガンマ線カメラ / 核医学物理学 / 放射線計測 / 医学物理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本申請は核医学用電子飛跡検出型コンプトンガンマ線カメラの更なる医療応用へ向けての開発である。本カメラは京大で開発が進められた純国産技術で構成された世界的に進んだ新型ガンマ線カメラである。現仕様は小動物を用いた多核種同時イメージング等の原理実証で成果をあげ、さらには放射線治療分野への応用開発も進められており、今後の医療の発展に大きな可能性を持つことが期待されている。
本申請では創薬分野等への実用化へ向けて更なる性能向上を目指し、別途、本学理学部で研究中であるコンパクトな新規光検出器(MPPC)を用いることで高感度化、高分解能化、コンパクト化、の基礎的研究を進め、小動物実験で性能を実証し、密接な医理学連携と核医学物理を通じて安全で高精度な医療の実現を目指す。
昨年度は、MPPC検出器の単体評価を行い、本カメラの最大の特徴である広いエネルギーダイナミックレンジの検証、エネルギー分解能の評価を行った。この結果、本カメラで十分に使用できることが判明した。この結果を受けてMPCCモジュール４つをアレイ化して評価を開始した。我々は、後段検出器として、このアレイ化されたモジュールを使用予定で、5cm×5cm の有感領域を持つ。このサイズではまだ小さいがコンプトンカメラとしての原理実証には十分と考えられる。
さらにシミュレーションを行い、検出器デザインの改良を検討した。コンプトン散乱時の散乱ガンマ線の正確な取得は画質も影響するため、MPPCと組み合わせ、物理的に可能な範囲での改良デザインを作成した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の目標は、シミュレーションツールを用いたカメラのデザインスタディ、MPPCモジュールアレイ化である。シミュレーションに関しては点状線源を用いた基本性能の検証を行い、更にデザインを改良した場合の性能評価も行った。その結果、散乱ガンマ線の取得効率を向上させることにより空間分解能の向上が見込めることが判明した。MPPCモジュールのアレイ化に関しても４つのMPPCモジュールを組み合わせて性能評価を行い、当初の予定を達成したと言える。
さらに当初の予定には含んでいなかったが、統計精度の向上を目指しデータ収集の高速化を目指し、データ読み出しの向上を図るため読み出し基板の変更を検討した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
まず、シミュレーションを継続してより臨床条件に近い状況を再現してスタディを行う。点状線源だけでなく、広がった線源等を想定したデジタル模擬臓器をシミュレーション環境の中に用意して、本カメラの臨床的有用性を定量的に評価する。またMPPCを用いた後段検出器のデータキャリブレーションシステムの構築を行い、簡便かつ高速にデータを扱えるようにする。
更に、データ収集速度の向上の改良の検討を継続する。前段検出器の読み出し基板の改良により更に高速にデータ収集できる可能性があり、統計精度の向上と共に画質の向上も期待できる。
|
| Causes of Carryover |
本研究では、当初の予定より、アレイ化したMPPCモジュールの安価に購入できため、少し残額が発生した。この予算は次年度に回し、研究を加速度的に進めるために用いることとした。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は、ガス検出器周りの物品の購入を検討している。ガス検出器の改良により、カメラ全体の性能向上が期待できる。
|
