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多様な核医学用シンチレータについて、ごく簡単に概説した。

PETを用いた小動物イメージングは創薬や病態解明研究に活用されている。一方で、全ての研究者にPETが十分に行き届いているとは言い難い。例えば、特定エリアでの管理が必要な遺伝子操作マウスのPET撮像、粒子線照射直後のラットのPET撮像、マウスやラットの全身薬物動態の観察、微小腫瘍内の不均一薬剤集積の可視化、限られたスペースへの小動物用PET装置の導入、といった様々なアンメットニーズが存在する。このような多様な研究ニーズに応えるべく、サブミリ分解能を有する多目的用途のポータブル小型PET装置を開発した。 独自に開発した22 mm角のcrosshair light-sharing (CLS) 検出器（1.45×1.45×15 mm3のGFAGシンチレータ14×14アレイと3×3 mm2の半導体光センサSiPM 8×8アレイを接合）を使用した。相互作用を起こした深さによって光の分配パターンに差がでるように反射材が組んであり、深さ方向の検出位置（DOI）を5 mm単位で識別できる。128個の検出器を用いて体軸方向視野207 mmの8リング装置を製作し、CLS-PETと名付けた（下図a）。ガントリやデータ収集機器は台車上に配置し、1人で移動できるポータブル仕様とした（重量約100 kg）。撮像場所を選ばないよう、100V電源1つで動作する仕様とした。空間分解能評価として、22Na密封ロッドファントム（1 MBq）の30分撮像を行った。小動物全身撮像の実証として、健常ラットに18F-NaF（37 MBq）を投与し、60分後より60分撮像を行った。ファントムでは0.75 mmロッドが識別でき、サブミリ分解能を達成した（下図b）。ラットNaF PETでは、骨構造が明瞭に描出された全身画像を得た（下図c）。 サブミリ分解能を有する多目的ポータブル装置CLS-PETを開発した。PET室に縛られないポータブル装置のため様々なニーズに対応でき、新しいPET応用研究を開拓できる可能性がある。, 第16回日本分子イメージング学会総会・学術集会参加発表

我々が開発を進めているWGI(Whole Gamma Imaging)は、散乱検出器リングを吸収検出器リングへ挿入することでPETとコンプトンイメージングを融合した構造となっており、様々なガンマ線の利用を目指している。また、これまでに開発したWGI試作機は、コンプトンイメージング装置としては世界初のフルリング型ジオメトリを実現したものであった。ここで、コンプトン画像再構成の条件に着目すると、理論的にはフルリング型である必要性はなく、検出器を削減できれば設計の柔軟性向上や、コスト削減が期待できる。しかしながら、実際には散乱角度の検出限界やブロック型検出器の配置方法などの影響で、再構成条件は保証されていない。そこで、本研究では、WGI試作機の89Zr円柱ファントム測定データに対し、後処理によって検出器を制限し、909keVのコンプトン画像のアーチファクトを評価することで3次元画像再構成に必要なジオメトリ条件の検討を行った。その結果、散乱検出器、吸収検出器共に、測定対象上のすべての領域を180°以上囲うことが必要であると示唆された。, 第61回日本核医学会学術総会

膵がんは生存率が低く、有効な診断・治療法の開発が望まれる。我々はこれまでに、1 cm未満の早期膵がん同所移植モデルにおいて、64Cu標識抗EGFR抗体（セツキシマブ）腹腔投与を用いた高分解能開放型PET（OpenPET）ガイド手術により、早期膵がんを的確に検出し切除できることを報告してきた。本発表では、より浸潤の進んだ>1cmの膵がん同所移植モデルを作成しOpenPETガイド手術を実施し、術中残存膵がん切除における本法の有用性を検討した。【方法・結果】ヒト膵がんxPA-1-RFP細胞液をマウス膵臓に移植しモデルを作成した。64Cu-セツキシマブ（7.4 MBq）を腹腔投与し24h後リアルタイムOpenPETガイド手術を行った。本法より肉眼では検出できない約3mmの膵臓内微小残存膵がんを術中で明瞭に検出し摘出できた。また、OpenPETガイド手術は従来の肉眼による手術に比べ、生存を有意に延長した。【結論】本法は、腫瘍の術中残存を防ぎ、膵がんの生存率改善に寄与すると期待される。, 第61回日本核医学会学術総会

昨年の発表では，我々が開発を進めているWGI(Whole Gamma Imaging) の小動物実証機におけるコンプトンイメージングによって，高精細なマウス画像が得られたことを報告した．高精細な画像が得られた要因の一つとして，WGI がフルリング型であることが考えられるが，実際にどの程度寄与しているのか明らかにはなっていない．そこで，本研究では，画像再構成に利用する測定データを限定し，フルリングの場合と比較することで，物体を囲むリングの範囲の変化が再構成画像へ与える影響を検討した．円筒型ファントムの測定データを用い，再構成画像を視覚的に評価した結果，散乱検出器に囲まれる範囲が180°未満の領域が物体にある場合，画像にアーチファクトが生じたが，物体全域が180°以上囲まれている場合には，フルリングと同様にアーチファクトのない画像が得られた．よって，WGI コンプトン画像再構成の完全性条件として，対象視野全域を180°以上囲む必要があることが示唆された．, 第40回日本医用画像工学会大会

我々は，PETとコンプトンイメージングの同時測定を可能とするWGIの開発を進めている．そして，2種類の異なる測定イベントを組み合わせることが可能なハイブリッド画像再構成手法を開発した．本手法を応用し，PETでは測定できないシングルガンマ線を組み合わせることによる高画質化，及び，開放部を設けた部分リング型装置を構成した際にPETのみでは避けられないアーチファクトの低減が可能であることを示した．, 医用画像研究会（MI） JAMITフロンティア2021