| 講演名 | 2012-01-20 PET検出器におけるレーザ加工結晶内のGPUベース光伝搬シミュレーション(イメージング・画質改善・CAD・PET,ポスターティーザー2,統計モデルとその応用,医用画像一般) 緒方 祐真, 森谷 隆広, 稲玉 直子, 錦戸 文彦, 吉田 英治, 村山 秀雄, 山谷 泰賀, 羽石 秀昭, |
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| 抄録(和) | 革新的PET用3次元放射線検出器(X'tal cube)は,モノリシック・シンチレータ結晶とシリコン光電子増倍管(silicon photomultipliers, SiPMs)で構成される.モノリシック結晶の全表面にSiPMsを配置することで3次元的にシンチレーション光を受光する.さらに,本プロジェクトでは,シンチレータ結晶内部に外部からレーザ照射で光学的不連続点(laser-processed boundary, LPB)を導入する.これにより,シンチレータ間に存在する不感領域を低減し,消滅放射線検出感度の向上を図る.この際,相互作用位置の弁別能を最適にするためのブロック内光学特性の設計が重要である.そこで本研究では,LPBを自由に配置可能なモンテカルロシミュレータの開発を行った.まず,LPBの光学特性を実験により取得しモデル化を行い,シミュレータに組み込んだ.また,計算効率向上のためにGPU (Graphics Processing Units)を用いて光子の追跡の並列化を行った.これによりCPUのみで計算した場合と比較し,約350～430倍の高速化を実現した.さらに,シミュレーション精度検証のために,LYSO結晶にLPBを施したプロトタイプのX'tal cubeを用いた実験と比較したところ高い類似性が認められ,本シミュレータの有効性が確認された. |
| 抄録(英) | X'tal cube is a next generation DOI detector for PET with high resolution and sensitivity that we are developing. It is constructed from a cubic scintillation crystal and silicon photomultipliers (SiPMs) coupled on various positions of six surfaces of the cube. A laser processing technique is applied to produce 3D optical boundaries composed of micro-cracks inside a monolithic scintillator crystal. In this paper, in order to design optical characteristics properly, we developed a Monte Carlo simulator which is able to arrange laser-processed optical boundaries (LPB) arbitrarily. Optical characteristics of LPB were measured using a set of laser and photo-diode and then modeled for simulator. Effectiveness of the simulator was confirmed from a comparison with the experiment using a cubic LYSO monolithic crystal with 6 x 6 x 6 segments. Furthermore, the simulator was accelerated by parallel computing with a general purpose GPU (GPGPU). Calculation speed with GPGPU was 350 to 430 times faster than that with only CPU. |
| キーワード(和) | DOI / PET / GPU / X'tal cube |
| キーワード(英) | DOI / PET / GPU / X'tal cube |
| 資料番号 | MI2011-124 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MI |
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| 開催期間 | 2012/1/12(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Medical Imaging (MI) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | PET検出器におけるレーザ加工結晶内のGPUベース光伝搬シミュレーション(イメージング・画質改善・CAD・PET,ポスターティーザー2,統計モデルとその応用,医用画像一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | GPU-Based Simulation of optical photons in Laser-processed crystal block of PET detector |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | DOI / DOI |
| キーワード(2)（和/英） | PET / PET |
| キーワード(3)（和/英） | GPU / GPU |
| キーワード(4)（和/英） | X'tal cube / X'tal cube |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 緒方 祐真 / Yuma Ogata |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 千葉大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Chiba University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 森谷 隆広 / Takahiro Moriya |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 浜松ホトニクス株式会社 Hamamatsu Photonics K.K. |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 稲玉 直子 / Naoko Inadama |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 放射線医学総合研究所分子イメージングセンター National Institute of Radiological Sciences |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 錦戸 文彦 / Fumihiko Nishikido |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 放射線医学総合研究所分子イメージングセンター National Institute of Radiological Sciences |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 吉田 英治 / Eiji Yoshida |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 放射線医学総合研究所分子イメージングセンター National Institute of Radiological Sciences |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 村山 秀雄 / Hideo Murayama |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 放射線医学総合研究所分子イメージングセンター National Institute of Radiological Sciences |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 山谷 泰賀 / Taiga Yamaya |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 放射線医学総合研究所分子イメージングセンター National Institute of Radiological Sciences |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 羽石 秀昭 / Hideaki Haneishi |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 千葉大学フロンティアメディカル工学研究開発センター Research Center for Frontier Medical Engineering, Chiba University |
| 発表年月日 | 2012-01-20 |
| 資料番号 | MI2011-124 |
| 巻番号（vol） | vol.111 |
| 号番号（no） | 389 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | |