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Development of Si/CdTe Compton camera for medical imaging

医学イメージングのためのSI/CdTeコンプトンカメラの開発

山口 充孝; 神谷 富裕; 河地 有木; 鈴井 伸郎; 藤巻 秀; 石岡 典子; 渡辺 伸*; 石川 真之介*; 小高 裕和*; 国分 紀秀*; 高橋 忠幸*; 島田 博文*; 荒川 和夫*; 鈴木 義行*; 鳥飼 幸太*; 吉田 由香里*; 中野 隆史*

Yamaguchi, Mitsutaka; Kamiya, Tomihiro; Kawachi, Naoki; Suzui, Nobuo; Fujimaki, Shu; Ishioka, Noriko; Watanabe, Shin*; Ishikawa, Shinnosuke*; Odaka, Hirokazu*; Kokubun, Motohide*; Takahashi, Tadayuki*; Shimada, Hirofumi*; Arakawa, Kazuo*; Suzuki, Yoshiyuki*; Torikai, Kota*; Yoshida, Yukari*; Nakano, Takashi*

医学イメージング用途のSi/CdTeコンプトンカメラのプロトタイプの開発を行ってきた。コンプトンカメラヘッドが単一である場合、深度方向の空間分解能は低く3次元的に解像度の良い撮像は不可能である。分解能の改善のため、われわれは複数ヘッド型コンプトンカメラを提案してきた。今回、コンプトンカメラを用いた実験データとモンテカルロシミュレーション結果とを比較し、単一ヘッド装置の空間分解能を検証した。さらに、マルチヘッド化の影響調査のため、ダブルヘッド装置のシミュレーションによる分解能評価を行った。カメラヘッドは2枚のSiストリップ検出器と2枚のCdTeストリップ検出器からなる。モンテカルロシミュレーションにはGEANT4を用いたカメラシミュレーターを用いた。イメージングには、LM-ML-EM法を用いた。測定結果はシミュレーションによる結果とよく一致した。深度方向の空間分解能は、単一ヘッドの場合、おおよそ15mmであるが、ダブルヘッドの場合6mm程度に改善されることがシミュレーションにより示唆された。これらの結果はマルチヘッド化による3次元空間分解能の改善を示唆するものである。

We have developed a prototype of Si/CdTe medical Compton camera. To overcome low spatial resolution of one head camera, we have proposed multi-head Compton camera. In this work, we studied the spatial resolution by comparing the measured resolution with Monte Carlo simulation. The head of the Compton camera consist of two layers of Si strip detector and two layers of CdTe strip detector. Monte Carlo simulations were performed by using a camera simulator Geant4 toolkit. After the Monte Carlo simulations, imaging process using LM-ML-EM, algorithm was performed in a 3D-space. The measured result was well agree with the simulation result. The spatial resolution is about 6 mm for double-head case while the spatial resolution of depth direction is about 15 mm for single-head case. These results indicate that the spatial resolution is improved and clear 3D-image is taken by using multi-head Compton camera.

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