早大ら,世界最軽量ガンマ線可視化カメラを開発

早稲田大学理は,大阪大学,量子科学技術研究開発機構,浜松ホトニクスと共同で,ガンマ線を可視化する世界最軽量の小型カメラ(重量580グラム)を開発した(ニュースリリース)。さらにこのカメラを用いて,3種の異なる放射性薬剤を投与した生体マウスの3D同時分子イメージングにも世界で初めて成功した。

レントゲン撮影に代表される放射線イメージングは,一般に2次元静止画を基本とし,エネルギー情報を持たない。また,癌やアルツハイマー病の早期発見に有用なPET(陽電子断層撮影)も511キロ電子ボルト(keV)のガンマ線を対象とし,画像は白黒となっている。

そこで,任意のエネルギーのガンマ線を手軽に可視化することができれば,生体内に特性や集積箇所の異なる多種多様なマーカーを投与して同時に追跡することが可能となる。いわば,白黒テレビがカラーテレビに置き換わるほど劇的に情報量が増加すると期待できるという。

研究では,環境計測用に開発したコンプトンカメラの高精度化に挑み,世界最軽量かつ高解像度の医療用コンプトンカメラを開発した。浜松ホトニクスが開発した高性能光センサーMPPC(Multi-Pixel Photon Counter)とガンマ線阻止能に優れたCe:GAGGシンチレータ(ガドリニウム アルミニウム ガリウム ガーネット)を採用し,高密度かつセンサー部分のみを周辺機器と切り離すことで,常識を覆す小型軽量化を実現した。

このカメラを利用して,生体マウスに異なるエネルギーのガンマ線を放出する放射性薬剤を投与し,ヨウ素(131I:364keV)は甲状腺に,ストロンチウム(85Sr:514keV)は骨に,また亜鉛(65Zn:1116keV)は肝臓を中心として肺や心臓,膵臓などに広く取り込まれる様子を高精度(解像度約3mm)かつ短時間(2時間)で明らかにした。

高感度の検出器を究極まで小型化することでマルチアングル撮影が可能になり,これにより,一様かつ3次元のカラー画像を得ることに成功した。

この成果は,将来的には,より”人間の目に近い”ガンマ線カメラの実現につながり,また次世代分子イメージングの可能性を拡げるものとして大きく期待される。

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