Study on higher-order imaging method based on double photon coincidence counting using correlation in multidimensional space

多维空间相关性双光子符合计数高阶成像方法研究

• 批准号: 22H04961
• 负责人: 高橋 浩之
• 金额: $ 117.89万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-27 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H04961/
• 关键词: ガンマ線; 同時計数; 核医学; イメージング; MRI; 時間幅信号処理; DPECT

本研究では、時間・空間・電磁場の多次元空間における高次相関を利用して、トレーサーとなる放射性核種の量・それらの置かれた環境についての局所情報を得ることを目指す。具体的には2光子ガンマ線放出核種を用い、画像再構成不要となる、平面型とパラレルホール型の2種類のコリメータを組み合わせたDPECT撮像システムを製作し、外部磁場発生・共鳴用のRF発生装置を組み込み、DPE-MRIを構築する。そこでIn-111やCu-67等の放射性核種の核磁気共鳴・核スピン緩和時間を利用し、局所的な環境に関する情報、具体的には対象核種周辺の電場の強さ、化学状態、生体深部でのpH等の情報を得るものである。このために本研究では、5つのサブテーマを設定し、DPE-MRIシステムを実現させる。DPE-MRI検出システムの空間分解能は、当初 2 mmで原理実証を行う。本年度は、次のような成果を得た。１) 磁場環境下コリメータ一体型シンチレータ開発：対象となるシンチレータとして、酸化物シンチレータを検討し、YAPのアレイを製作した。２) 画像再構成不要二光子イメージングとDPEシステム構築：平面型コリメータとパラレルホールコリメータを組み合わせて、画像再構成不要の2光子イメージングシステムを構築し、マウスを用いて腫瘍のイメージングに成功した。３)DPE-MRI電磁場設計・製作と緩和時間計測：磁場による周辺環境と2光子の摂動角相関変化について超常磁性酸化鉄ナノ粒子を用いた実験により評価を行った。４)DPE-MRI放射性核種の探索と合成：2光子放出核種として半減期が30日と長いYb-169に注目し、合成を行った。５)DPE-MRIシステム評価：DPE-MRIシステムの評価を行うためのファントムについて設計を進めた。

This study is aimed at the utilization of high-order correlation in multi-dimensional space of time, space and electromagnetic field, and the acquisition of local information in the environment. Specifically, two types of photon emission nuclides are used, image reconstruction is performed, and two types of planar emission nuclides are combined. DPECT image reconstruction is performed, RF generation devices for external magnetic field generation and resonance are assembled, and DPE-MRI is constructed. The nuclear magnetic resonance (NMR) and nuclear emission reduction time of radionuclides such as In-111 and Cu-67 are utilized to obtain information about local environment, electric field intensity, chemical state, and pH in deep body of specific radionuclides. This study was carried out in 5 different settings and DPE-MRI systems. The spatial resolution of DPE-MRI imaging system can be verified by 2 mm principle. This year's results were achieved for the second time. 1)The development of the integrated system in magnetic field environment: the development of the system in magnetic field, and the development of the system in magnetic field 2)Image reconstruction does not require two-photon image reconstruction. Image reconstruction does not require two-photon image reconstruction. Image reconstruction is successful. 3)DPE-MRI electromagnetic field design, production and mitigation time measurement: magnetic field, environment, photon, dynamic angle correlation, magnetic field, magnetic field. 4) Exploration and synthesis of radionuclides in DPE-MRI: 2 photon emission nuclides with a half-life of 30 days and Yb-169 with a half-life of 30 days. 5)DPE-MRI system evaluation: DPE-MRI system evaluation and design development.

项目成果

Fabrication of CeCl3/LiCl/CaCl2 Ternary Eutectic Scintillator for Thermal Neutron Detection

• DOI: 10.3390/cryst12121760
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Crystals
• 影响因子: 2.7
• 作者: R. Sasaki;K. Kamada;K. Kim;R. Yajima;M. Yoshino;Naoko Kutsuzawa;R. Murakami;Takahiko Horiai;A. Yoshikawa

A high-resolution X-ray microscope system for performance evaluation of scintillator plates

• DOI: 10.1088/1748-0221/17/09/t09012
• 发表时间: 2022-09-01
• 期刊: JOURNAL OF INSTRUMENTATION
• 影响因子: 1.3
• 作者: Yamamoto, Seiichi;Yoshino, Masao;Kataoka, Jun
• 通讯作者: Kataoka, Jun

Precession measurement of perturbed angular correlation in double-photon emission nuclides with magnetic field for novel RI imaging method

新型RI成像方法中磁场双光子发射核素扰动角相关性的进动测量

• DOI: 10.1016/j.nima.2023.168122
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
• 作者: Ueki Taisei;Uenomachi Mizuki;Shimazoe Kenji;Tomita Hideki;Kamada Kei;Takahashi Hiroyuki
• 通讯作者: Takahashi Hiroyuki

3D calculation studies of dislocation density in a β-Ga2O3 crystal grown by vertical Bridgman method

垂直布里奇曼法生长的β-Ga2O3晶体位错密度的3D计算研究

• DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2023.127126
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Crystal Growth
• 影响因子: 1.8
• 作者: Kakimoto Koichi;Takahashi Isao;Tomida Taketoshi;Kamada Kei;Yao Yongzhao;Nakano Satoshi;Yoshikawa Akira
• 通讯作者: Yoshikawa Akira

Growth of Zn3Ta2O8 crystal scintillator by a novel melt growth technique named shielded arc melting method

采用新型熔体生长技术（保护电弧熔化法）生长 Zn3Ta2O8 晶体闪烁体

• DOI: 10.1016/j.omx.2022.100149
• 发表时间: 2022
• 期刊: Optical Materials: X
• 作者: Yajima Ryuga;Kamada Kei;Takizawa Yui;Yoshino Masao;Murakami Rikito;Kim Kyoung Jin;Horiai Takahiko;Yamaji Akihiro;Kurosawa Shunsuke;Yokota Yuui;Sato Hiroki;Toyoda Satoshi;Ohashi Yuji;Hanada Takashi;Yoshikawa Akira
• 通讯作者: Yoshikawa Akira