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。

这项研究旨在通过利用多维空间中的时间，空间和电磁场的高阶相关性来获取有关用作示踪剂及其所在环境的放射性核素量的局部信息。具体而言，使用两种光子伽马射线发射核素制造了饰面成像系统，结合了两种类型的准直仪，一种平面和平行孔类型，消除了对图像重建的需求，以及用于外部磁场产生和共振的RF生成器，以构建DPE-MRI。因此，使用放射性核素（例如IN-111和CU-67）的核磁共振和核自旋松弛时间用于获取有关当地环境的信息，尤其是诸如目标核素周围的电场强度，化学状态，化学状态，pH深处的pH。 DPE-MRI检测系统的空间分辨率最初以2 mm的形式证明。今年，我们取得了以下结果：1）在磁场环境下开发具有积分准直仪的闪烁体的开发：我们研究了氧化物闪烁体作为目标闪烁体，并制造了一系列的YAP。 2）未经图像重建和DPE系统的构建的两光子成像：通过将平面准直仪和平行孔准直仪组合结合而没有图像重建的两光子成像系统，使用小鼠成功地进行了肿瘤成像。 3）DPE-MRI电磁场设计以及制造和松弛时间测量：通过使用超级磁铁氧化铁纳米粒子进行实验，评估了周围环境与周围环境和两光子之间的扰动角相关性的变化。 4）DPE-MRI放射性核素的搜索和合成：通过专注于YB-169进行合成，该YB-169的长期寿命为30天，作为两光子发射核素。 5）DPE-MRI系统评估：设计了用于评估DPE-MRI系统的幻影。

项目成果

Gamma and neutron separation using emission wavelengths in Eu:LiCaI scintillators

使用 Eu:LiCaI 闪烁体中的发射波长分离伽玛和中子

• DOI: 10.1093/ptep/ptad003
• 发表时间: 2023
• 期刊: Progress of Theoretical and Experimental Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Iida Takashi;Yoshino Masao;Kamada Kei;Sasaki Rei;Yajima Ryuga
• 通讯作者: Yajima Ryuga

Measurement of muon spin relaxation time in various scintillating materials

各种闪烁材料中μ子自旋弛豫时间的测量

• DOI: 10.1088/1742-6596/2446/1/012040
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Horie Keito;Mihara Mototsugu;Shimizu Suguru;Kamada Kei
• 通讯作者: Kamada Kei

Fabrication and Characterization of K2CeCl5/6LiCl and CeCl3/SrCl2/6LiCl Eutectics for Thermal Neutron Detection

用于热中子检测的 K2CeCl5/6LiCl 和 CeCl3/SrCl2/6LiCl 共晶的制备和表征

• DOI: 10.3390/cryst12121795
• 发表时间: 2022
• 期刊: Crystals
• 影响因子: 2.7
• 作者: Yajima Ryuga;Kamada Kei;Yoshino Masao;Takizawa Yui;Kutsuzawa Naoko;Sasaki Rei;Horiai Takahiko;Murakami Rikito;Kim Kyoung Jin;Kochurikhin Vladimir V.;Yamaji Akihiro;Kurosawa Shunsuke;Yokota Yuui;Sato Hiroki;Toyoda Satoshi;Ohashi Yuji;Hanada Takashi;Yoshika
• 通讯作者: Yoshika

Circularly symmetric nanopores in 3D femtosecond laser nanolithography with burst control and the role of energy dose

具有爆发控制和能量剂量作用的 3D 飞秒激光纳米光刻中的圆形对称纳米孔

• DOI: 10.1515/nanoph-2022-0665
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nanophotonics
• 影响因子: 7.5
• 作者: Paz-Buclatin Franzette;Esquivel-Gonz?lez Marcos;Casasnovas-Meli?n Alfredo;de Varona Omar;Cair?s Carlos;Trujillo-Sevilla Juan Manuel;Kamada Kei;Yoshikawa Akira;Rodr?guez-Ramos Jose Manuel;Martin Leopoldo Luis;R?denas Airan
• 通讯作者: R?denas Airan

Development of a phoswich detector composed of ZnS(Ag) and YAP(Ce) for astatine-211 imaging

开发由 ZnS(Ag) 和 YAP(Ce) 组成的用于砹 211 成像的 phoswich 探测器

• DOI: 10.1016/j.radmeas.2022.106734
• 发表时间: 2022
• 期刊: Radiation Measurements
• 影响因子: 2
• 作者: Yamamoto Seiichi;Ukon Naoyuki;Washiyama Kohshin;Hasegawa Koki;Kamada Kei;Yoshino Masao;Yoshikawa Akira
• 通讯作者: Yoshikawa Akira