Transcript (PEM)のハードウェア開発

三宅
熊谷
正泰1、山本 誠一3、伊藤 正敏1,4、
和明1、田代 学1、馬場 護2
1東北大サイクロ・核医、
3神戸高専・電気、
2東北大サイクロ・放管、
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】
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
1
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

2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
2




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
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
3
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～
コンソール
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：１５ｃｍｘ２０ｃｍ
検出器
4. 低コスト

各PET施設に一台づつ
ガントリー
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
4
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
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
5
回転
ＡＤＣ、
ＦＰＧＡ
ＰＣ、電源
エレベーション
首振り
検出器ユニット
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
6
高圧電源
ゲイン調整
重心演算
PMT
LuAG結晶
ＡＤＣ
イベント弁別
コインシデンス
データ生成
PCI Bus
ＡＤＣ ＦＰＧＡ
ＰＣ
データ蓄積
画像再構成
表示・患者登録
PMT
ゲイン調整
重心演算
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
7
１ｘ３Ｓｕｍ基板
ゲイン調整基板
ＰＭＴ
２１６ｍｍ
ＬｕＡＧ結晶
結晶サイズ
2.2 x 2.2 x 15 mm3
x 64 x 20
x 4 block
１７７ｍｍ
2009/11/25
１２４ｍｍ
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
8
ＡＤＣ
ＦＰＧＡ
データ収
集用ＰＣ
高圧電源
プリアンプ
電源
画像再構
成用ＰＣ
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
9
FWHM約3.1ns
Count
FWHM約11.9ns
-30
2009/11/25
-15
0
15
30
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
ns
10
Ｎａ２２点線源を
１０ｃｍ間隔で移動
2009/11/25
分解能１.１ｍｍを達成
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
11
左：チューブファントム。上の二本の間隔は２mm
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
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
12
２ｍｍ
４ｍｍ
６ｍｍ
８ｍｍ
１０ｍｍ
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
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
13
 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
1.
2.
3.
プロトタイプ機完成
時間分解能３.１ns、空間分解能１.１mm
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
2009/11/25
CYRIC 共同利用実験 第30回研究報告会
15