その応用」(第34回)で、山本教授が招待講演を行いました。講演タイトルは「種々の放射線照射による物質の発光現象の発見と応用」で、KEKの研究者の方から多くの質問を頂きました。measurements誌に掲載されました。おめでとうございます。リニアックX線のチェレンコフ光に関する内容で、チェレンコフ光と線量分布との違いを、ビタミンB2を水に加えることで補正するという研究内容です。ビタミンB2により、チェレンコフ光の紫外線を含む青色光が長い波長の光に変換されることも明らかにしました。この研究は名古屋大学病院と共同で行われました。Bruza博士が来学しチェレンコフ光イメージングに関する講演を行いました。講演後、研究室のメンバーと居酒屋で懇親会を行い楽しい時間を過ごしました。この賞は、放射線に関する研究の進展または技術の向上に多大な貢献をした成果に対して与えられる賞です。詳細は応用物理学会のホームページをご覧ください。理化学研究所(理研)との新しいイメージング装置開発に関する共同研究成果が、名古屋大学と理化学研究所からプレス発表されました。Plate)」を開発しました。詳しくは以下のプレス発表をご覧ください。Physics誌に掲載されました。(MIC)に研究室から博士後期課程1年の中西君と矢部君、山本教授が参加し、口頭発表2演題、ポスター発表8演題の合計10演題を発表しました。おめでとうございます。本研究は兵庫粒子線治療センターとの共同研究として行われました。炭素線の水の発光画像に核破砕反応で生じた粒子の発光が観察され(左図)、その発光画像から粒子の広がりも評価できました(右図)。核医学内用療法で用いられるRa-223によると考えられるα線放出核種の検出に成功した研究が、名古屋大学広報から2019/07/04にプレス発表されました。~新しい放射線検出器開発によりα線放出核種の検出を実現~http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20190704_med1.pdf2019年07月12日ガンマカメラを用いて、放射線治療に用いられるIr-192線源のリアルタイム画像化に成功しました。Measurements誌に掲載されました。共同研究として行われました。今後装置の高分解能化に取り組んでいきます。Kang研究員らとの共同研究で、C-11やO-15の陽電子放出核種ビームの発光画像化に成功しました。Worldでも紹介されました。Express誌にそれぞれ掲載されました。おめでとうございます。電子線の研究は名古屋大学病院と、陽子線の研究は名古屋陽子線治療センターと共同で行われました。本研究室の小野田君、豊永さんが無事卒業しました。おめでとうございます。本研究室でも研究を行った小森研究室の堀田君も無事博士前期課程を修了いたしました。最近開発されたシンチレータである、LAGPS、GGAG、YGAGの発光減衰時間が放射線の種類で変化し、その性質を用いて、α線とβ線、あるいはγ線の画像を同時に別々の画像として収集することに成功しました。(NIM-A)誌に掲載されました。α線内用療法に使われるRa-223を投与した患者が滞在する部屋のRa-223が崩壊してできるラドン(Rn219)娘核種(Bi-211)の濃度が上昇することを発見し、エネルギースペクトルでも、ラドン娘核種のカウントが高くなることを確認しました。Reports誌に掲載されました。この成果は名古屋大学病院との共同研究として進められました。水がチェレンコフ光閾値以下のエネルギーの放射線で発光する現象以外に、ガラスも発光することを発見しました。ガラスの発光は、陽子線に対してブラッグピークの高さが低く検出される、いわゆるクエンチング現象がほとんどないことも明らかにしました。(JINST)誌に掲載されました。本研究室では、これまで放射線が水中で微弱光を発することを発見しました。この発光は、これまで知られていたチェレンコフ光が生じない条件で発光する全く新しい現象であり、世界的な注目を集めています。この発光を高感度カメラで撮像することで放射線が水に与える線量分布を画像化できることも明らかにしていました。水の発光現象は全く新しい現象であり、その発光機序は未だ不明でした。よる水の発光波長分析から、水の発光はチェレンコフ光のもとになっている発光であることを明らかにしました。共同研究として行われました。この成果はシミュレーションの成果とともに名古屋大学広報からプレス発表されました。Biology誌に掲載されました。おめでとうございます。本研究室で発見された水の発光現象は全く新しい現象であるため、放射線物理の分野で利用されているコンピュータシミュレーションに組み込まれていません。そのため現状の計算では、水の発光に関して、実験とは全く異なる分布が得られていました。今回、水の発光をシミュレーションに追加することで実験データと一致する発光分布を得ることができるようになりました。共同研究として行われました。245MeVの炭素線を水に照射した場合の水の発光画像:これまでのコンピュータシミュレーション画像(左)、実験画像(中)。これらは全く異なる画像が得られていた。今回修正したコンピュータシミュレーション画像(右):実験と同じ画像が得られるようになった。2018https://www.researchgate.net/publication/325880283_Addition_of_luminescence_process_in_Monte_Carlo_simulation_to_precisely_estimate_the_light_emitted_from_water_during_proton_and_carbon-ion_irradiation2018年07月02日X線CT用シンチレータとして開発された、セラミックシンチレータが、放射線を事象ごとに処理するタイプの放射線イメージング装置として高い性能を示すことを実証しました。X線用シンチレータは、一般に透明度が低く、ガンマカメラなどの事象ごとに位置を計算して画像を作成するタイプの放射線イメージング装置への応用は考えられていませんでした。組み合わせ、種々の放射線に対して性能を評価しました。その結果、他の透明なシンチレータを組み合わせたものより、高い性能が得られることが明らかになりました。A誌に掲載されました。本研究は、日立金属との共同研究として行われました。GGAG放射線イメージング装置の写真(左)と装置を用いて撮像したAm-241からのα線(5.5MeV)画像(右)。(lp)/mmのスリットが分解し始めている。2018https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016890021830634X2018年07月02日1mmx1xmmピクセルのSi-PMアレーを0.2mmx0.2mmピクセルのGAGGプレートに光学結合し、種々の放射線に対して性能を評価したところ、興味深い現象を見つけることができました。低いエネルギー(100keVから250keV)のγ線やβ線に対しては、高い空間分解能の画像が得られました。高エネルギー(最大エネルギー~2MeV)のβ線照射では空間分解能は劣化しました。高エネルギーのβ線の飛程が長いためと考えられます。γ線でも、光電効果のピークの画像が、コンプトン散乱の画像より空間分解能が低く撮像されることが分かりました。Instrumentation誌に掲載されました。共同研究として行われました。0.2mmx0,2mmピクセルのGAGGプレートが122keVのガンマ線(左)と最大エネルギー245keVのベータ線(右)照射による画像。ピクセルは明瞭に分解できた。より放出されたプルトニウムの検出するための、小型のα線イメージング装置を開発しました。組み合わせ、高感度なプルトニウム粒子の検出が期待されます。Measurements誌に掲載されました。富田准教授との共同研究として行われました。2018https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350448718301641?via%3Dihub2018年04月05日アルファ線の分布を、これまでの数倍高い空間分解能で画像化可能な画像化装置の開発に成功しました。これまで、アルファ線の分布を高分解能で得るために、光センサーであるシリコンフォトマル(Si-PM)アレーにシンチレータを組み合わせて、高分解能を達成していました。Si-PMのチャンネルの大きさが3mmと大きいために、ZnS(Ag)シンチレータと組み合わせても0.45mm程度の空間分解能が限界でした。今回、世界で初めて1mmのSi-PMを組み合わせたアルファ線画像化装置を開発したところ、空間分解能が3倍高い、0.15mmが得られました。その結果、極めて精細なアルファ線の分布画像を得ることができるようになりました。A誌に掲載されました。世界最高の空間分解能を有する放射線画像化装置の開発に成功し、物質中の放射線の動きを実時間で観察可能にしました。開発した装置の超高分解能の性能は、1ミクロンという細い光ファイバー状のシンチレータを用い、その発光を拡大し、高感度CCDカメラで画像化することで達成しました。得られた空間分解能は25ミクロンで、これは現状、実時間で画像化可能な放射線画像化装置としては世界最高の性能です。代表的な放射線にはアルファ線、ベータ線、ガンマ線などありますが、これらの放射線は物質中でのふるまいが異なります。アルファ線は動く距離が短く、ベータ線は比較的長く、ガンマ線は電子に変換された後に物質中を少し動きます。今回、開発した装置は、これらの放射線の種類による、シンチレータ中でのこれらの動きの違いを実時間で観察可能にしました。Reports』に2018年2月16日(現地時間)に掲載されました。名古屋大学広報から、プレス発表されました。Biology誌に掲載されました。おめでとうございます。私たちの研究グループは、これまでに陽子線が水中で微弱光を発することを発見し、この光を高感度カメラで撮像することで陽子線が水に与える線量と類似の分布を画像化することに成功していました。得られた画像と実際の線量分布との間に、わずかですが違いがありました。今回、この違いが、陽子線照射によって生じる即発ガンマ線が水中で発光することによるものであることを明らかにし、その成分を補正することで、線量と一致する分布を得ることに成功しました。本研究成果は、名古屋大学広報から、プレス発表されました。同時にプレス発表されました。光計測法によりRa-223の分布を画像化することに成功しました。α線放出核種であるRa-223溶液の分布を、光計測法により世界で初めて分布を画像化することに成功しました。Ra-223はα線内用療法として核医学治療の分野で使われ始めています。α線の飛程は短く、その分布を知ることは困難でした。この問題点を解決するために、Ra-223の放出する放射線が溶液中で発する微弱光を計測することで分布の計測を試みました。その結果、ポジトロン放出核種であるF-18に比べ、同じ放射能で約20倍の発光があり、その分布を明確に知ることができました。画像化した発光は主に、Ra-223から生成される娘核種の放出するβ線によるチェレンコフ光と考えられます。Mesurements誌に掲載されました。本研究は、名古屋大学病院と共同で行われました。2018http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S13504487173064182017年12月21日チェレンコフ光閾値以下のエネルギーの放射線照射により生じる水の発光が安定で、また発光量が放射線のエネルギーに比例することを明らかにしました。より生じる水の発光が、温度や不純物の影響を受けず安定であり、また発光量が放射線のエネルギーに比例することを明らかにしました。この結果により、発光現象が線量測定に使える可能性が高くなりました。A誌に掲載されました。センターと共同で行われました。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S01689002173132072017年12月21日シリコンフォトマルを用いた小型PET装置を開発の開発に成功しました。(NIM-A)誌に掲載されました。新しい半導体光センサーであるシリコンフォトマルとシンチレータを組み合わせた検出器を用いた小型PET装置を開発した内容です。乳がんの診断や痴呆症の早期診断などに威力を発揮するものと期待されます。本研究内容は、名古屋大学広報からプレス発表されました。共同研究として行われました。ConferenceにM2の中西君と安藤君が参加し、ポスター発表を行いました。Awardsに選ばれました。おめでとうございます。表彰式会場で表彰状を授与されている安藤君2017年09月05日リニアック(LINAC)からのX線を、水に照射することにより生じる画像の計測に成功し、ビームの幅を高い精度で計測可能であることを実証しました。(NIM-A)誌に掲載されました。LINACからのX線を水のファントムに照射し、水の発光を側面から冷却CCDカメラで撮像したところ、線量分布に近い鮮明な画像が得られました(下図:左)。その水平方向の輝度分布を測定したところ、治療計画装置で計算される結果とほぼ一致しました(下図:右)。今回得られた成果は、放射線治療における装置の精度管理への応用が期待されます。本研究は名古屋大学病院と共同で行われました。(NIM-A)誌に掲載されました。おめでとうございます。本研究は、シリコンフォトマルと組み合わせた場合、スリットの入ったGAGGシンチレータとLYSOシンチレータでは、どちらがシングルフォトンエミッションCT(SPECT)として優れているかを評価した内容です。GAGGの方が、性能が高くバックグランド計数も少ないためSPECT用シンチレータに適するとの結果が得られました。(下図:左)に比べ、GAGG(下図:右)の方が細かい幅のスリットまで分解できることが分かりました。本研究は、早稲田大学の片岡研究室との共同研究として行われました。(PMB)誌に掲載されました。PMB誌は医学物理関係では世界で最も権威のある学術誌の1つです。おめでとうございます。(QST)や名古屋陽子線治療センターと共同で進めている、陽子線照射時の被検体中の線量分布を外から画像化する研究のための装置開発に関する内容です。今回、高エネルギーガンマ線には感度が低く、低エネルギーX線を高い感度と空間分解能で画像化可能なガンマカメラを開発し(下図左)、陽子線照射時に発生する低エネルギーX線の鮮明な画像を得ることが可能であることを実証しました(下図右)。将来的には、患者への陽子線照射中における線量や飛程の計測への応用が期待されます。2017http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6560/aa7166/meta2017年04月11日チェレンコフ光閾値以下のエネルギーのX線照射により、生体と似た物質が発光する現象を発見し、その画像化に成功しました。Review誌のOnline版に掲載されました。山本研究室ではこれまで、チェレンコフ光閾値以下のエネルギーのX線照射により、水が発光する現象を世界で初めて発見し、画像化することに成功しました。今回、水以外の、生体と似た物質の発光を確認しました。肉の塊などに、チェレンコフ光閾値以下のエネルギーのX線を照射しながら、高感度CCDカメラを用いて画像を撮像したところ、X線を照射した部分の発光を明確に画像化することができました。この成果は、診断用X線の照射で生体が光ることを示しており、X線照射位置のモニターなどに発展できる可能性があります。空気もチェレンコフ光閾値以下のエネルギーのX線照射により発光することを確認し、画像化することに成功し同じ論文に報告しました。120kVのX線を照射したときの豚肉のブロックの発光画像(光学画像との融合画像)。赤い部分がX線照射による発光部。(QST)などと共同で、陽子線が水中を通り過ぎるときに瞬時に発生するX線の計測によって"リアルタイム見える化"する方法を考案し、その実証に世界で初めて成功しました。この研究成果は、名古屋大学広報からプレス発表されました。http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/PressRelease.pdf物質に入射した粒子線の飛跡をモニタリングする方法には、飛跡に沿って発生する陽電子の分布を撮像する方法があります。粒子線が物質内を通り過ぎてから陽電子が発生するまでには時間がかかります。この問題を回避しリアルタイムでの"見える化"を実現するために、粒子線が標的内を通り過ぎるときに発生する電子から放出される放射線に着目しました。これは電子制動放射線と呼ばれ、エネルギーが低いため計測が容易であることに加え、瞬時にたくさん発生するため、粒子線がん治療ビームの"リアルタイム見える化"への応用が期待されます。そこで、この放射線の発生メカニズムについて研究し、実際の陽子線がん治療装置を用いて、"見える化"の実証に世界で初めて成功しました。がん治療に用いられているビーム強度に対しても、本手法が適用可能であることを示しました。今後の発展が期待されます。理化学研究所と共同で、2核種同時測定を可能なPET装置の開発に成功しました。この研究成果は、名古屋大学広報からプレス発表されました。http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20170215_med.pdfPETで使用可能な陽電子放出核種は複数種存在しますが、現在のPET装置では異なる陽電子放出核種で標識したPETプローブを区別して画像化することは原理的に不可能でした。複数のPETプローブを同時に画像化できれば、非侵襲的な検査で体内の様子をさらに詳しく把握することが可能となり、多様な疾患の診断に応用できると期待できます。共同研究グループは、ある種の陽電子放出核種が、陽電子とともに固有の脱励起ガンマ線を放出する性質に着目しました。脱励起ガンマ線は従来のPET装置では捉えることが困難でしたが、PET装置に脱励起ガンマ線専用の大型検出器を多数追加し、一度の撮像で2種類のPETプローブを識別する同時イメージングに成功しました。卒業式が行われました。伊藤さん、梶田さん、多田君、仲井さんが卒業しました。みなさん、ご卒業おめでとうございます。光学レンズを用いることにより、α線画像を非接触でかつ計数として検出可能な装置の開発に世界で始めて成功しました。この論文の第一著者はM1の安藤君です。おめでとうございます。http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900216311883α線は、空気中での飛程が数センチメートルと短いため、その検出は一般に困難です。画像化するには、α線源に検出器を密着させて撮像する必要がありました。tube:PSPMT)の光電面に、少し焦点をずらして結像させ、PSPMTからの信号を重心演算することでα線の画像を計数として検出する装置を実現しました。この開発により、α線放出核種の分布を非接触で得ることが可能となりました。PSPMTとレンズを用いた構成で、計数として分布を得ることのできる放射線画像化装置の開発は、世界初の成果です。新しいシンチレータであるGAGGとGFAGを用いて、深さ方向の検出可能なTOF-PET用検出器の開発が可能であることを明らかにしました。おめでとうございます。DOI)機能が望まれます。flight:TOF)情報を得ることも望まれます。東北大学の吉川研究室で開発された、2種類のシンチレータを深さ方向に積層することで、この2つの機能を有する、DOI-TOF検出器の開発が可能であることを実験により明らかにしました。本研究は、韓国:高麗大学と、東北大学:吉川研究室との共同研究として行われました。20172016年09月29日PETとオーバーハウザーMRI(OMRI)を組み合わせた:PET/OMRI一体型装置の開発に世界で初めて成功しました。Physicsに掲載されました。http://scitation.aip.org/content/aapm/journal/medphys/43/10/10.1118/1.4963215フリーラジカルは種々の疾患の原因であることが知られていますが、その体内分布を知ることは困難でした。最近、オーバーハウザーMRI(OMRI)装置が開発され、フリーラジカルの分布を画像化することが可能となりました。OMRI装置では疾患の位置を知ることが困難であるという問題点がありました。PETは疾患の場所を機能測定により早期に発見することが可能であり、OMRIと組み合わせることで新たな情報を得られることが期待されます。そこでPETとOMRIを組み合わせた小動物用PET/OMRI一体型装置の開発を行いました。開発した装置は光ファイバー型PET装置をOMRI装置中に配置し同時測定を可能にしました。この装置により、PETのポジトロン核種を用いたプローブの分布と、OMRIのラジカルプローブの分布を同時に撮像することが可能となりました。本開発は、大阪大学の畑澤教授のグループと、九州大学の市川教授のグループとの共同研究として行われたものです。世界最小サイズ(0.32mm)のシンチレータを用いた超高分解能PET装置の開発に、世界で初めて成功しました。http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900216308634PET装置の空間分解能を向上させるためには小さなサイズのシンチレータが必要であり、またそのシンチレータの位置を正確に検出できる光センサーが必要になります。今回、0.32mmのサイズのシンチレータ(LYSO)とシリコンフォトマル(Si-PM)を組み合わせた超高分解能ガンマ線位置検出器を開発し、その検出器をリング状に配置することで超高分解能PET装置を開発することに成功しました。性能を評価したところ、0.6mmの空間分解能を有することが明らかになりました。0.6mmの空間分解能は現状世界最高であります。この装置を用い、マウスの脳の微細な構造を観察できることも確認できました。本開発は、大阪大学の畑澤教授のグループとの共同研究として行われたものです。おめでとうございます。http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900216309366開発した検出器は、図のように曲がったライトガイドにシンチレータとSi-PMが配置されています。この特徴ある形状のため、16個の検出器ユニットをリング状に並べると、ほぼ円形(64角形)の検出器リングを構成することが可能となります。円形の検出器配置は幾何学的にシンプルであり、サンプリングが均一でアーチファクトの少ないPET装置が構成可能です。ハードのみならずソフト開発の負担も少なくなります。現在、この検出器ユニットを用いたPEM装置を、東北大学の渡部先生と共同で開発中ですが、間もなく完成する予定です。陽子線と炭素線の照射により、空気が発光する現象の画像化に、世界で初めて成功しました。Research-A誌に掲載されました。粒子線治療に使われる陽子線や炭素線照射により空気が発光するとは、これまで考えられていませんでした。今回、陽子線と炭素線を水に照射しながら、高感度CCDカメラで撮像した画像の空気の部分に、発光の存在を発見しました。空気の発光部分を画像解析したところ、陽子線と炭素線のビーム幅に近い大きさであることも確認できました。この空気の発光は、発光波長分析により、空気中の窒素ガスに起因することも明らかにしました。本研究成果は、簡便な陽子線と炭素線のビーム評価手法に発展できるものと期待されます。センター及び名古屋陽子線治療センターとの共同研究として行われました。今回発見した、陽子線(左)と炭素線による空気の発光画像(右)。2016http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S01689002163073432016年07月23日チェレンコフ光閾値より低いエネルギーの電子しか生じないX線の照射により、水が発光する現象の画像化に世界で初めて成功しました。最大エネルギーが120keVのX線を水に照射しても、生じる電子のエネルギーは、電子のチェレンコフ光閾値(260keV)以下であり、水が発光するとは、これまで考えられていませんでした。びα線照射により水が発光する現象を発見し、それぞれ研究論文として発表しました。これらの研究結果から、X線でも同様な現象が観察される可能性があると考え、最大エネルギー120keVのX線を水に照射しながら高感度CCDカメラで撮像したところ、水の発光を確認し、また発光分布を明瞭に画像化することに成功しました。最大エネルギーが120keVのX線照射で水が発光するとは、科学的常識では考えらず、全く新しい発見です。私たちは、この発光はX線照射で水中に発生したラジカルに起因すると考えています。本研究成果は、簡便で精度の高いX線の線量測定に貢献するものと期待されます。粒子線治療に使われる炭素線の照射により、水が発光する現象の画像化に世界で初めて成功しました。Physics誌に掲載されました。粒子線治療に使われる炭素線により水が発光するとは、これまで考えられていませんでした。CCDカメラで撮像したところ、炭素線によっても、水が発光することが分かり、発光分布を明確に画像化することができました。本研究成果は、簡便で精度の高い粒子線の精度管理に大きく貢献するものと期待されます。センター、及び名古屋陽子線治療センターとの共同研究として行われました。小型高分解能ガンマカメラと高感度CCDカメラを組み合わせた構造の、ガンマ線とチェレンコフ光を同時撮像可能な装置の開発に成功しました。A誌に掲載されました。用いられますが、ガンマ線のエネルギーが高いため、高分解能画像をガンマカメラで得ることが困難でした。一方で、I-131はベータ線を放出すため、チェレンコフ光を測定対象とした高分解能な光イメージングも期待できます。そこで新しいシンチレータであるGAGGを用いた高分解能高エネルギー用ガンマカメラを開発し、高感度CCDカメラと一体化することで、ガンマ線と、チェレンコフ光の同時測定を可能にした複合画像化装置を開発しました。この開発により、ガンマ線と、チェレンコフ光を、I-131核種に対して同時、同位置での画像化が可能となり、両イメージング法の長所と短所を明らかにすることができました。本研究は大阪大学の畑澤教授のグループとの共同研究として行われました。修了式、卒業式が行われました。和田さんと森下さんが博士課程を修了しました。安藤君、岡さん、小谷さん、中西君が卒業しました。みなさん、おめでとうございます。岡さんと小谷さんは就職し、中西君と安藤君は修士課程に進学します。α線の照射により、水が発光する現象の画像化に世界で初めて成功しました。A誌に掲載されました。α線は、空気中では窒素ガスをシンチレータとして発光することは報告されていましたが、水が発光するとは考えられていませんでした。CCDカメラで撮像したところ、α線による水の発光を明確に画像化することができました。水の発光は空気の発光の4%程度と少なく、空間的な分布は0.25mm以下の精度で画像化できることも明らかにしました。本研究は,名古屋陽子線治療センターとの共同研究として行われました。2016http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S01689002163000552016年03月28日LGSOシンチレータとシリコンフォトマル(Si-PM)を用いたフォスィッチ検出器の高精度時間分解能の評価に成功しました。A誌に掲載されました。Si-PMは応答が早く、飛行時間PET(TOF-PET)用の光検出器として注目されています。これまでLGSOやLYSOと組み合わせTOF-PETの性能を向上させることが報告されていました。異なる発光減衰時間のシンチレータを組み合わせたフォスィッチ検出器に対する時間分解能の評価は報告されていませんでした。今回、LGSOで発光減衰時間の異なるシンチレータを深さ方向に積層し、Si-PMと組み合わせ、TOF-PETに十分使える300ps程度の時間分解能が得られることを実証しました。本研究は,韓国:高麗大学との共同研究として行われました。高分解能のガンマ線位置検出器には、小さなピクセルサイズのシンチレータが必要ですが、1mm以下のサイズのシンチレータを2次元的に配置することは技術的に困難です。この問題点を解決するために、シンチレータに機械的にスリットを入れることで小さなシンチレータを並べたものを類似の性能を得る技術を早稲田大学の片岡教授のグループが開発しました。(PSPMT)に光学結合することで超高分解能の小型ガンマカメラを開発することに成功しました。122keVのガンマ線に対して、0.7mmFWHMの固有空間分解能を得ることができ、また、ピンホールコリメータを装着し、マウスの高分解能画像も得ることができました。本研究は,早稲田大学の片岡研究室、及び大阪大学の畑澤教授のグループとの共同研究として行われました。山本教授が、日本核医学会、2015年久田賞、銀賞を受賞しました。Medicine誌に昨年掲載された論文の中から選ばれるものです。limitations"です。MIC)に研究室から4人が参加し、合計6演題(口頭:2件、ポスター:4件)を発表しました。Physicsに発表しました。この研究成果は名古屋大学公報からプレスリリースされました。http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20151016_med.pdf名古屋陽子線治療センターの陽子線治療装置を用いて、陽子線ビームを水に照射した際に発生する微弱光を画像化し、陽子線飛程を高精度で計測することに成功しました(下図)。陽子線が水中で微弱光を発することを発見し、この光を高感度カメラで撮像することで陽子線が水に与える線量分布を画像化することに成功しました。撮像した画像から、陽子線の飛程を高い精度で評価することができました。今回の手法は、陽子線照射中に画像化が可能であり、かつ高分解能画像が得られることから、陽子線治療における線量評価や装置の精度管理に大きく貢献することが期待されます。Instrumentation誌に掲載されました。LuをベースにしたシンチレータにはLGSO、LYSOなどあり、またLGSOにはGa濃度の異なるものがあります。LYSOは複数の企業が製品化しており性能に差があることが考えられます。TOF)PET装置の性能に大きく影響するので重要ですが、それらの性能を比較し、どれがTOF-PETに最適かは評価されていませんでした。そこで2種のLGSOと2種のLYSOを高い時間分解能を達成可能なシリコンフォトマル(Si-PM)と組み合わせ,高速オシロスコープによる精度の高い時間分解能測定を行いました。その結果,LGSOの発光減衰時価の短い結晶が最も時間分解能が良いことが明らかになりました。本研究は,韓国:高麗大学との共同研究として行われました。Instruments誌に掲載されました。開発した小型PET装置は、検出器リングが中心部から半分に分かれ、開いたり(Openモード)、閉じたり(Closedモード)することが可能な機構を有するものです。開いた状態では、陽子線ビームを被検体に打ち込むことが可能となります(下図)。本研究は大阪大学の畑澤教授らのグループとの共同研究として行われました。system」というタイトルで最新の研究内容を紹介して頂きました。講演会の後,近くの鮨屋で,研究室のメンバーとの食事会が開かれ,楽しい時間を過ごしました。A誌に掲載されました。この論文は奥村君が筆頭著者として発表したの2本目の論文になります。(Time-of-flight:TOF)PET装置として使用可能かどうかはこれまで評価されていませんでした。そこでGSOシンチレータを高い時間分解能を達成可能なシリコンフォトマル(Si-PM)と組み合わせ,高速オシロスコープによる精度の高い時間分解能測定を行いました。その結果,GSOシンチレータを用いて500ピコ秒台の時間分解能が達成可能であることが分かりました。この時間分解能はTOF-PETとして使用可能な数値です。この成果は比較的廉価なGSOシンチレータを用いたTOF-PET装置の開発の可能性を示唆するものです。本研究は,韓国:高麗大学,日立化成との共同研究として行われました。藤井君,鈴木さん、松岡君が卒業し,謝恩会が開かれました。3人ともいい研究成果をあげてくれました。3人とも就職しました。2015年04月06日アルファ線,ベータ線,ガンマ線の分布を1台の放射線検出器で分けて画像化できる放射線イメージング装置の開発に成功しました。A誌に掲載されました。アルファ線,ベータ線,ガンマ線はそれぞれ放射線の性質が異なるため,これまで別々の放射線位置検出器で画像化する必要がありました。今回,発光減衰時間の異なる3種のシンチレータを積層し,波形解析することで,アルファ線,ベータ線,ガンマ線を分離してイメージングすることに成功しました。検出し,重心計算することでアルファ線,ベータ線,ガンマ線の分布を別々の画像として得ることを可能にしました。新しいタイプの放射線イメージング装置として期待されます。3月号の"1枚の写真"の欄で紹介されました。SENSORの欄で紹介されました。光ファイバーを用いたSPECT/MRI用検出器の開発に世界で初めて成功しました。Science誌に掲載されました。SPECT/MRIはセンサーにCZTなどの半導体検出器が使われることが多いですが,MRIとの相互影響が大きいという問題点がありました。本研究では,光ファイバーイメージガイドを光センサーとシンチレータブロックの間に配置することで,相互影響をほぼ無くすことに成功しました。コリメータ材料にタングステン含有樹脂を用いることでも相互影響を減らしました。Science誌に掲載されました。小動物用PET装置においても,定量性の向上は重要な課題です。本研究は,定量性を劣化させる要因である散乱同時計数や偶発同時計数を小動物の頭部測定において減少させることを可能にするシールドに関するものです。2015http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=70272462015年02月16日チェレンコフ光の検出により,放射性セシウムの分布を高分解能で画像化することに成功しました。Research-A誌に掲載されました。放射性セシウム(Cs-137とCs-134)は福島原子力発電所の事故により多量に放出された代表的な放射性核種で現状の放射能汚染の主な核種ですが,放出するガンマ線のエネルギーが高いため,分布を高分解能で得ることが困難でした。本研究では,放射性セシウムがベータ線を放出することに着目,ベータ線が物質中で放出する微弱なチェレンコフ光を高感度CCDカメラで画像化することで高分解能画像を得ることに世界で初めて成功しました。このイメージング法により,0.2mm程度の極めて高い空間分解能で放射性セシウムの分布を画像可能であることを明らかにしました。(高崎)との共同研究の成果です。Research-A誌に掲載されました。小動物用PET装置においては,検出器リングが6角形や8角形になり,検出器ブロック間のギャップが大きく,アーチファクトが生じやすくなり,また再構成アルゴリズムが複雑になるという問題がありました。角度を持って配置することを可能にしました。用いて,円形配置に近いシンチレータ配置を実現しました。MIC)が米国シアトルで11月8日から15日まで開催されました。山本研究室からは9件の演題がアクセプトされ(口頭発表4件,ポスター発表5件),山本教授,D2:森下君,M2:小林君,M1:奥村君が参加し,無事にすべての発表を終えることができました。どの発表も多くの質問等があり大変好評でした。参加した学生には,大変いい経験になったようです。Physics誌オンライン版に発表しました。陽電子が物質中を運動するときに,チェレンコフ光という微弱な光を放出することに着目し,この光を高感度CCDカメラで撮像することで0.7mmという極めて高い空間分解能で陽電子の分布を画像化することに世界で初めて成功しました。(PET)が用いられていましたが,空間分解能が比較的低いことやコストが高いという問題点がありました。今回の研究成果は,陽子線治療における線量評価や装置の精度管理に利用されることが期待されます。本研究成果は名古屋大学広報からもプレスリリースされました。Awardに選ばれました。授賞式では大会長から賞状と副賞が授与されました(9月12日)。おめでとうございます。2014年10月06日PETとチェレンコフ光を同時に撮像可能な装置を世界で初めて実現しました。Physicsに掲載されました。新しい分子イメージング手法としてチェレンコフ光が注目されていましたが,その画像がPETと比較してどのような長所,短所があるのかは不明でした。本論文ではPETとチェレンコフ光を同時に撮像可能なPET/チェレンコフ光同時撮像装置を開発し,ポジトロン核種を同時撮像することにより,それぞれのモーダリティーの特徴を明らかにしました。この研究は昨年度の卒業生の濱村さんが卒業研究として主に行った内容です。本研究は大阪大学の分子イメージングセンターとの共同研究の成果です。新しいシンチレータGAGGで発光減衰時間の異なる2種類のものを用い,波形解析による深さ方向検出を可能にしたPET用検出器の開発に世界で初めて成功しました。Research-Aに掲載されました。GAGGシンチレータは発光量が多く,自然放射能を含まず,密度も比較的高いためPET用シンチレータの候補にあげられています。これまで波形解析を用いた深さ方向検出可能なPET用検出器は存在しませんでした。本研究では新たに開発された波形時間の遅いGAGGと従来のGAGGを組み合わせることにより波形解析による深さ方向の検出可能なPET用検出器を実現しました。Technology,古河機械金属,東北大学との国際共同研究の成果です。289?295http://ac.els-cdn.com/S0168900214009930/1-s2.0-S0168900214009930-main.pdf?_tid=68cc243c-4850-11e4-ba9b-00000aab0f26&acdnat=1412047272_745860cc887abe007e33542782a3d2052014年10月06日ポジトロン核種のチェレンコフ光イメージが220μmと非常に高分解能であることを世界で初めて明らかにしました。Medicine電子版に掲載されました。新しい分子イメージング手法としてチェレンコフ光が注目されていますが,その画像の空間分解能がどの程度であるのかは不明でした。本論文では100μmのサイズのポジトロン核種の粒子を作成し,チェレンコフ光の空間分解能の評価に成功しました。チェレンコフ光イメージングを小動物のex-vivoイメージングに応用した場合の長所,短所なども明らかにしました。本研究は大阪大学分子イメージングセンターとの共同研究の成果です。Research-Aに掲載されました。α線検出器として最適なシンチレータを光電子増倍管とシリコンフォトマル(Si-PM)それぞれに対して明らかにするために,エネルギー分解能等の評価を行った内容です。筆頭著者の森下君は山本研究室D2の学生で,博士後期課程で2本目の筆頭著者論文になります。本研究は北海道大学との共同研究の成果です。研究業績を更新しました。鎌田圭先生の講演が5月8日(木)に当研究室で行われました。GAGGやGPSなどの新しいシンチレータの開発について最新の研究成果を大変分かりやすく講演頂きました。今後も山本研究室と共同研究を進めていく予定です。誌オンライン版に発表しました。従来,放射性セシウムを含む食品サンプルの放射能測定においては,放射性セシウムからの高エネルギーガンマ線(例えば662keV)を検出することが多かったのですが,検出効率が低くなり,また環境放射線に対する遮蔽が厚くなる問題点がありました。本研究開発においては放射性セシウムが放出するX線(~32keV)を検出することでこれらの問題点の多くを解決しました。Levin教授の講演が4月10日に本研究室で行われました。分子イメージングに関する深い内容を分かりやすく,インターアクティブに講義して頂き,学生たちにも大変いい刺激になったようです。前日には近くの居酒屋で研究室メンバーと懇親会も開催しました。加藤さん,濱村さん,奥村君が卒業しました。皆さん卒業研究で大変いい研究成果を上げてくれました。加藤さんと濱村さんは就職し,奥村君は本学博士課程前期に進学しました。Levin教授の講演が本研究室で行われます。Modalities本講演では、分子イメージング機器に関する内容を分かりやすくインフォーマルな形式で講演してもらいます。Levin教授は世界を代表する分子イメージング機器研究者であり、種々の分子イメージング機器の原理から応用、さらに最新の開発動向を紹介いただけると思います。Si-PMは利得の大きな半導体光センサーとしてPETへの応用が期待されていますが、アルファ線イメージングへの応用に関してはこれまで検討されていませんでした。本研究では0.1mm厚のGAGG結晶をSi-PMアレーに光学結合することで高分解能アルファ線イメージング装置が実現出ることを世界で初めて実証しました。今後プルトニウム汚染の検出などの応用が期待されます。