がん検診のための高速・低コストPET装置の開発

开发用于癌症筛查的高速、低成本PET设备

基本信息

批准号：
16700390
负责人：
長谷川智之
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kitasato University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、従来にない高速・高感度・低コストのPET(陽電子放出型断層撮像法)装置を開発することを最終目標とし、それに関わる様々な要素技術を開発することを目的とする。以下に得られた成果を記す。がん検診用PET装置(浜松ホトニクスを中心とした共同研究)として、体軸方向有効視野70cm(世界最大)という大型高速PET装置の開発を終え、既にがん検診に供している。この結果、全身スキャンのために必要な総ベッド移動量を抑えることに成功した。また、粗セプタ(我々が開発した遮蔽効果を弱めた特殊なセプタ)を導入し雑音成分を低減することに成功した。ただし、粗セプタを用いた新しい散乱補正法については、画質向上につなげるにはさらなる検討が必要なことがわかった。次に、高感度化と高分解能化を同時に可能とする深さ認識型(DOI)検出器の開発を進め、DOI検出器を実装したプロトタイプ次世代PET装置(放射線医学総合研究所を中心とした共同研究)の製作を終了し、装置全体の物理特性評価が可能な段階に至った。以上の装置開発に関連し、以下要素技術の開発を進めた。まず、装置物理特性評価に必要なモンテカルロシミュレーションプログラムの開発を行った。Geant4(高エネルギー物理学分野で開発されたプログラム)の活用を進め、新たに64ビット型計算機装置の導入とプログラム移植を済ませ、効率的な性能評価を可能とした。がん検診用PET装置やプロトタイプ次世代PET装置の性能評価を行い、新しい散乱補正法や次世代PET装置の感度特性の問題点などを明らかにした。次に、交付申請書に記した通り、被験者の動きを補正するための要素技術の検討にも着手した。独自の動き計測手法の考案と開発を進め、それに対応する新たな画像再構成法の検討も進めた。この結果、次世代PET装置における動き計測と補正が可能だという見通しがえられた(平成18年度科研費申請中)。

这项研究的最终目标是开发出前所未有的高速、高灵敏度、低成本的PET（正电子发射断层扫描）设备，并且这项研究的目的是开发与其相关的各种基础技术。所得结果描述如下。作为癌症筛查用PET装置（以滨松光子学为中心的共同研究），我们完成了轴向有效视野70cm（世界最大）的大型高速PET装置的开发，它已经被用于癌症筛查。结果，我们成功地减少了全身扫描所需的床移动总量。此外，我们通过引入粗隔片（我们开发的一种可以削弱屏蔽效果的特殊隔片）成功地降低了噪音成分。然而，我们发现使用粗隔片的新散射校正方法需要进一步研究以提高图像质量。接下来，我们继续开发同时实现高灵敏度和高分辨率的深度识别（DOI）探测器，我们已经完成了联合研究项目的生产，现在正处于可以评估物理特性的阶段。整个设备的。结合上述设备的开发，我们进行了以下基本技术的开发。首先，我们开发了评估设备物理特性所需的蒙特卡罗模拟程序。我们利用Geant4（高能物理领域开发的程序），安装了新的64位计算机设备，并移植了程序，使高效的性能评估成为可能。我们评估了用于癌症筛查的 PET 设备的性能和下一代 PET 设备的原型，并澄清了新的散射校正方法和下一代 PET 设备的灵敏度特性的问题。接下来，正如拨款申请中所述，我们开始研究纠正受试者动作的基本技术。我们设计并开发了一种独特的运动测量方法，并且还研究了新的图像重建方法。由此，我们获得了利用下一代PET设备实现运动测量和校正的前景（目前正在申请2006年的科学研究经费）。