Si/CdTeコンプトンカメラによる近接領域における線源強度分布の定量撮像を目的とした画像再構成手法の開発

Development of an image reconstruction method for quantitative profiling of -ray sources at close range using Si/CdTe Compton camera

長尾 悠人; 山口 充孝; 河地 有木; 藤巻 秀; 神谷 富裕; 武田 伸一郎*; 小高 裕和*; 渡辺 伸*; 国分 紀秀*; 高橋 忠幸*; 鳥飼 幸太*; 島田 博文*; 荒川 和夫*; 鈴木 義行*; 中野 隆史*

Nagao, Yuto; Yamaguchi, Mitsutaka; Kawachi, Naoki; Fujimaki, Shu; Kamiya, Tomihiro; Takeda, Shinichiro*; Odaka, Hirokazu*; Watanabe, Shin*; Kokubun, Motohide*; Takahashi, Tadayuki*; Torikai, Kota*; Shimada, Hirofumi*; Arakawa, Kazuo*; Suzuki, Yoshiyuki*; Nakano, Takashi*

従来のガンマカメラ・SPECTといった線イメージング装置は、物理的コリメータを実装しているために感度と空間分解能の向上が競合してしまうという本質的な問題を抱えており、また対象となる線も低エネルギーに限られている。これに対しコンプトンカメラは、コンプトン散乱の運動学を線のコリメーションに応用することで、感度と空間分解能の向上が競合せず、また幅広いエネルギーの線を撮像可能な次世代線イメージング装置である。照射施設管理課は、宇宙観測用に開発が進められているSi/CdTe半導体コンプトンカメラを、医学・生物学における生体内トレーサイメージングへ応用することを目的とした研究開発を行っている。特に、医学・生物学での利用には、カメラの近接領域に存在するRIトレーサの分布を定量的に推定することが不可欠である。本研究では、そのために必要な画像再構成手法の改良を行った。

A conventional -ray imaging system such as a gamma camera and SPECT has a fundamental problem that imposes a tradeoff between sensitivity and spatial resolution and restricts -ray energy to low because of the physical constraints resulting from the mechanical collimation. On the other hand, a Compton camera, which applies kinematics of Compton scattering to the electronic collimation, is a next generation -ray imaging system which decouples the tradeoff between sensitivity and spatial resolution and covers a wide range of energy. We study an application of a Si/CdTe semiconductor Compton camera being developed for space observation to in vivo tracer imaging in medicine and biology. Particularly, it is essential for a medical and biological application to estimate quantitative distribution of tracers in a field close to the camera. We developed an image reconstruction method to realize quantitative profiling of -ray emitting sources.