高速・高分解能シンチレーターを用いた平板対向型乳房用 pet 装置（ pem...

高速・高分解能シンチレーターを用いた平板対向型乳房用 PET 装置（ PEM ）のハードウェア開発

三宅　正泰 1 、山本　誠一 3 、伊藤　正敏 1,4 、熊谷　和明 1 、田代　学 1 、馬場　護 2

1東北大サイクロ・核医、　 2東北大サイクロ・放管、3神戸高専・電気、　 4仙台画像検診クリニック

サイクロトロン・ＲＩセンター分子イメージング棟会議室11:35 ～ 12:35 【 Session6 ：高分解能 PET 】

2009/11/25CYRIC 共同利用実験第 30 回研究報告会 1

内容乳がんについて基本コンセプト開発の流れプロトタイプ機ハードウェア

外観・ブロックダイヤグラム・検出器・キャビネットファントム等測定

点線源・線線源・乳房ファントム実用機へ向けてまとめ


乳がん日本人女性の死因のトップ。３０代から４０代の働き盛り子育て世代に多い。早期発見により完治しやすい。早期発見が重要。従来の視触診、エコー検査や X 線マンモグラ

フィーに加えて診断精度の向上を図る。

乳がん早期発見・診断のためのPEM 装置の開発


基本コンセプト1. 高解像度・高感度

新開発のシンチレータ（東北大多元研、 Pr:LuAG ）の特性（高速性、高エネルギー分解能）を生かす

撮影時間：３～１０分、分解能：１．５ｍｍ～2. 平板対向型検出器

コスト、大きさ、マンモグラフィーとの親和性

3. FOV ：１５ｃｍｘ２０ｃｍ4. 低コスト

各 PET 施設に一台づつ


検出器

ガントリー

コンソール

プロトタイプ機の開発東北大学他

ＪＳＴ地域研究開発資源活用促進プログラム　平成１８年～２０年

実用機の開発古河機械金属他

ＮＥＤＯ大学発事業創出実用化研究開発事業プログラム　平成２１年～

商品化

開発の流れ


プロトタイプ機外観


エレベーション

回転

首振り

検出器ユニット

ＡＤＣ、ＦＰＧＡＰＣ、電源

検出器ユニット

ブロックダイヤグラム


PMT

ゲイン調整重心演算

PMT

ゲイン調整重心演算

高圧電源

LuAG結晶

ＡＤＣ

ＡＤＣ

ＦＰＧＡイベント弁別

コインシデンスデータ生成

ＰＣデータ蓄積画像再構成表示・患者登録

PC

I Bus


ＬｕＡＧ結晶ＰＭＴ

ゲイン調整基板１ｘ３Ｓｕｍ基板

１２４ｍｍ１７７ｍｍ

２１６

ｍｍ結晶サイズ

2.2 x 2.2 x 15 mm3

x 64 x 20 x 4 block

検出器構造

キャビネット内部


ＡＤＣＦＰＧＡ

高圧電源

プリアンプ電源データ収

集用ＰＣ

画像再構成用ＰＣ

コインシデンス測定結果時間分解能


-30 -15 0 15 30

Count

FWHM約 3.1ns

ns

FWHM約 11.9ns

コインシデンス測定結果点線源

Ｎａ２２点線源を１０ｃｍ間隔で移動

分解能１ . １ｍｍを達成


コインシデンス測定結果線線源


左：チューブファントム。上の二本の間隔は２ mm中：プロトタイプ機による画像。上の二本が分離右：全身用 PET 装置（島津 SET2400W ）による画像

コインシデンス測定結果乳房ファントム


低濃度ＦＤＧ寒天中に高濃度ＦＤＧスポットを作成４ｍｍのスポットが見えている

２ｍｍ

４ｍｍ

６ｍｍ

８ｍｍ

１０ｍｍ

実用機へ向けての課題検出器ブロックの小型化

ゲイン調整基板の ASIC化ガントリー・キャビネットの小型化

各種基板、電源の小型化ガントリー・キャビネット一体化

性能改善 FPGA プログラムチューニング計数率特性向上

臨床機としての検討2009/11/25

CYRIC 共同利用実験第 30 回研究報告会 14

まとめ1. プロトタイプ機完成2. 時間分解能３ . １ ns 、空間分解能１ . １

mm3. 各種ファントムによる撮影

今後の課題 PEM 装置の実用機開発へ向けての検討計数率特性などの性能向上小型化


高速・高分解能シンチレーターを用いた平板対向型乳房用 pet 装置（ pem...

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