Zr-89 PETの物理限界を克服する全ガンマ線イメージング法の開発

开发全伽马射线成像方法以克服 Zr-89 PET 的物理限制

基本信息

批准号：
20H00671
负责人：
山谷泰賀
金额：
$ 29.2万
依托单位：
National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00671/
关键词：
PET コンプトンカメラ核医学放射線 SPECT シンチレータ

项目摘要

本研究では、計測可能なすべての放射線を診断に使うという独自アイディアの画像診断法「whole gamma imaging（WGI）」について、その実現に必要な要素技術の開発を行った。WGIは、コンプトンカメラをPETに組み合わせた独自コンセプトであり、さまざまな核種のイメージングが可能になると期待される。PETは、電子・陽電子対消滅により生じる511keV放射線ペアの同時計数線（LOR）上に核種位置を特定する。これに対してコンプトンカメラでは、円錐の表面上に核種位置を特定する。プロジェクトの初年度である今年度は、基本となるコンプトンカメラの解像度性能を高めるため、放射線検出器のエネルギ分解能を改善する技術の開発に着手した。具体的には、シンチレータブロックを多層化し、シンチレータブロック内部でシンチレーション光を適度に拡げることで、各々の受光素子ピクセルでの信号飽和を防ぐ方法を考案した。検出器を試作して性能試験をしたところ、81 keVで23.5%、141 keVで14.7%、202 keVで12.7%、307 keVで11.2%、511 keVで10.4%、662 keVで10.1%の優れたエネルギー分解能が得られた。なお、多発性骨髄腫診断への応用を含めてスケールアップした内容が基盤研究(S)に採用されたため、本研究は2020年度途中で中止し、続きは基盤研究(S)にて行うこととした。

在这项研究中，我们开发了实现“全伽马成像（WGI）”所需的基本技术，这是一种基于使用所有可测量辐射进行诊断的独特理念的图像诊断方法。 WGI 是一个独特的概念，将康普顿相机与 PET 相结合，有望实现各种核素的成像。 PET 将核素定位在电子-正电子湮灭产生的 511 keV 辐射对的重合线 (LOR) 上。相比之下，康普顿相机精确定位锥体表面上核素的位置。在本财年，即该项目的第一年，我们开始开发提高辐射探测器能量分辨率的技术，以提高基本康普顿相机的分辨率性能。具体而言，我们设计了一种通过使闪烁体块多层化并在闪烁体块内部适当地扩散闪烁光来防止各光接收元件像素处的信号饱和的方法。当我们对探测器进行原型设计并进行性能测试时，我们发现它在81 keV时具有23.5％、141 keV时14.7％、202 keV时12.7％、307 keV时11.2％、511 keV时10.4％和在 662 keV 下获得了 10.1% 的能量分辨率。请注意，扩大的内容，包括应用于多发性骨髓瘤诊断，已被采纳为基础研究（S），因此该研究将于2020年中期停止，并将像基础研究（S）一样继续进行。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Zr-89 Whole Gamma Imagingのための2層DOI型GSO散乱検出器の開発

Zr-89全伽马成像双层DOI型GSO散射探测器的研制

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
田久創大; 田島英朗; 吉田英治; 脇坂秀克; 小畠藤乃; 高橋美和子; 永津弘太郎; 辻厚至; Katia Parodi; 山谷泰賀
通讯作者：
山谷泰賀

Oxygen sensing ability of positronium atom for tumor hypoxia imaging

正电子原子的氧传感能力用于肿瘤缺氧成像

DOI：
10.1038/s42005-020-00440-z
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
5.5
作者：
Shibuya Kengo;Saito Haruo;Nishikido Fumihiko;Takahashi Miwako;Yamaya Taiga
通讯作者：
Yamaya Taiga

Development of a two-layer staggered detector for a scatterer of whole gamma imaging

全伽马成像散射体两层交错探测器的研制

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sodai Takyu; Eiji Yoshida; Akram Mohammadi; Kei Kamada; Taiga Yamaya
通讯作者：
Taiga Yamaya

Whole gamma imaging: a new concept of PET combined with Compton imaging

全伽玛成像：PET结合康普顿成像的新概念

DOI：
10.1088/1361-6560/ab8e89
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Eiji Yoshida; Hideaki Tashima; Kotaro Nagatsu; Atsushi Tsuji; Kei Kamada; Katia Parodi; Taiga Yamaya
通讯作者：
Taiga Yamaya

ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン(ドイツ)

慕尼黑路德维希马克西米利安大学（德国）