最新のデジタル半導体PET装置に対応した心臓動態ファントムの開発と撮像技術の確立

开发心脏动态体模并建立与最新数字半导体PET设备兼容的成像技术

基本信息

批准号：
21K12698
负责人：
孫田惠一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、デジタル半導体PETに対応する心臓サルコイドーシスおよび冠動脈プラークによる炎症病変を含むヒト心臓を再現したファントムを開発することである。令和4年度は、令和3年度に行った冠動脈および心筋を模したファントム素材の選定結果を踏まえ、径や大きさなど詳細な形状の設計を行いα版ファントムを製作し、強度試験を行った。特に心筋は、心拍による動きによる影響を受けるため、ある程度の柔軟性と強度を兼ね備えている必要があった。ファントム構成物質の混合率を種々に変化させ、最適と考えられるファントムを数回に渡って試作した。また、同時に作製に掛かる再現性も合わせ慎重に検討を行った。最終的に製作した試作版に対して、CT撮影し確認したところ、ヒトの心筋のCT値とはかけ離れていたため微量の造影剤を添加し調整する必要があることが判明した。ところが、CT値は目的とする数値となったものの、今回選定した心筋用の素材に造影剤を添加すると多くの気泡が発生するなどの問題点が発覚した。現在は製作手順を見直すなど解決策を模索している段階である。一方で、上記と同時に冠動脈および心筋以外の臓器（肺、縦隔、骨）に関して、素材の選定と3Dプリンタを用いた簡易モデルの製作を行った。同モデルをCT撮影し、CT値や形状など概ね想定したファントムとなっていることを確認した。更に、呼吸による動きを再現する装置を準備し、呼吸波形の入出力確認およびファントムとの接合部位の確認を行い、問題が無いことも確認した。

这项研究旨在开发一种重现人心脏的幻影，包括与数字半导体PET相对应的冠状动脉斑点引起的心脏结节病和炎症性病变。在2022年，基于选择模仿冠状动脉动脉和心肌在2021年进行的幻象材料的结果，我们设计了详细的形状，例如直径和大小来产生α型幻影，并进行了强度测试。特别是，心肌受心跳引起的运动影响，因此有必要具有一定程度的灵活性和力量。幻影成分的混合速率以各种方式改变了，并且几次被认为是最佳的幻影。同时，还仔细考虑了制剂中涉及的可重复性。当我们进行CT扫描并确认最终原型版本时，我们发现它远非人类心肌的CT值，因此有必要添加少量的对比剂来调整结果。但是，尽管CT值是目标值，但已经发现了问题，例如在此次选择的心肌中添加对比度的材料，从而导致许多气泡发生。目前，我们正在寻找解决方案，例如审查生产程序。另一方面，与上述同时，我们选择了除冠状动脉和心肌（肺，纵隔，骨骼）以外的器官材料，并使用3D打印机创建了一个简单的模型。我们对模型进行了CT扫描，并确认它是通常打算的幻影，包括CT值和形状。此外，准备了一种设备来重现由呼吸引起的运动，并且检查了呼吸波形的输入/输出和幻影的连接，并且没有问题。