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

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。

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。