2019 Fiscal Year Annual Research Report
最先端宇宙センサ技術で切り開く「がん幹細胞」の生体内可視化
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18H02700
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
武田 伸一郎 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (80553718)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳下 淳 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (20626676)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | がん幹細胞 / 放射線 / 半導体 / プローブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、宇宙ガンマ線計測の最先端センサ技術を、in-vivo分子イメージング分野へ持ち込み発展させるという、独自のアプローチにより、既存のin-vivo分子イメージング装置よりも一桁優れた「100umの画像分解能」を実現し、同時に高精度の「マルチプローブ」画像化を可能とする、革新的な小動物用単一光子放射断層撮影装置NeXT-SPECTの実証機を開発する。NeXT-SPECTは、テルル化カドミウム(CdTe)半導体検出器とマルチピンホールコリメーターとを組み合わせた撮像モジュールを構成単位とする。被写体の周りに複数のモジュールを配置することで、多方向のプロジェクション画像を取得し、最終的に、放射性同位体の分布を3次元画像再構成することを目指す。今年度は、実際に、3次元撮像実験を可能とする、ガントリータイプの装置開発を進めた。合計8つの撮像モジュールを被写体の周りにリング状に配置する。システムの読み出しは、合計2048チャンネルからなっており、大規模なものである。全てのチャンネルについて、点線源を用いたエネルギーキャリブレーションを行った。東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構(IPMU)の実験室にて装置を組み上げた後に、国立がんセンター東病院の放射線管理区域に設置し、非密封線源を用いた本格的な実験に着手したところである。これまでに、点線源を用いたシステムキャリブレーションをすすめ、実機のレスポンスを組み込んだ3次元画像再構成アルゴリズムの開発に成功した。ファントムを用いた実験を行い、300umよりも優れた空間分解能を有することを実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在、実験は国立がんセンター東病院の管理区域にて進めている。がん研究のプロフェッショナルの助けを得て、共同で実験計画を立案し、実験を実施している。このような状況は、研究提案の時点では予期しなかったものであり、当初の計画以上に実験が進展している。たとえば、自作の3次元撮像装置を用いて、300umよりも優れた空間分解能を実証したが、これはすでに世界トップクラスの分解能に到達している。
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| Strategy for Future Research Activity |
すでに試作機の開発に成功し、ファントムを用いた動作実証は行った。今後は、マウスなどの生体を用いて、試作機の有用性を立証することが重要である。これを成し遂げるためには、物理実験の研究者だけでは不可能で、生物や薬学の研究者による協力体制を構築することが重要である。がんセンターで実験を行なっているという地の利を生かした実験を進めて行きたい。
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