宇宙が137億年前のビッグバンで作られたことはよく知られていますが、最初の3分間で作られた元素は水素やヘリウムなど、ごくわずかな軽元素です。炭素や酸素など、我々の体を構成する主要な元素は星の中で作られ、さらに重い元素は「中性子捕獲」と呼ばれる過程を経て、ゆっくりと作られていきました。宇宙の元素合成を医療に応用すると、薬剤に中性子をぶつけ、一時的に不安定な原子核を作ることができます。これらは元素特有のエネルギーを持つＸ線やガンマ線の輝線（ラインＸ線ガンマ線）を放出するため、体内の薬物動態を可視化する新しいツールとして利用できます。
同様に、宇宙を飛び交う宇宙線と呼ばれる高エネルギー粒子と星間物質が反応することで生ずるＸ線ガンマ線をもちいれば、宇宙空間の元素分布を探ることができます。同じ仕組みで、粒子線治療中に薬剤が集積している様子を、体の外から可視化できるはずです。いずれも、鍵となるのがラインＸ線ガンマ線のイメージングですが、直接「動態を見る」可視化技術はいまだ確立されていませんでした。
本研究領域では、放射化した物質などのラインＸ線ガンマ線を独自の開発技術で可視化するイメージング法を確立します。さらに、それを共通基盤として宇宙分野、医学・薬学分野に展開し、宇宙から人体まであらゆる物質の動態を統一的に把握するイメージングの新しい学際的な枠組みを構築します。本研究を通して前人未踏のMeVガンマ線宇宙観測への突破口を拓くとともに、新しい粒子線治療の開拓や体内の超低濃度薬剤分布とその治療効果の可視化など、新たな医療価値を見いだします。
It is a well-known fact that the universe was created through
the process of the Big Bang approximately 13.7 billion years
ago, with only light elements such as hydrogen and helium being
formed in the initial three minutes. The majority of the
elements that make up our bodies, including carbon and oxygen,
were created within stars, while heavier elements were gradually
synthesized through a process called neutron capture. The
application of cosmic elemental synthesis to medicine involves
bombarding drugs with neutrons to create temporarily unstable
nuclei, which emit X-rays and gamma ray emissions with
element-specific energy and can be utilized as a novel tool to
visualize the pharmacokinetics of drugs within the body.
Similarly, X-ray and gamma ray emissions produced by the
interaction of interstellar matter with high-energy particles
known as cosmic rays traversing space can be utilized to study
the distribution of elements in space. By employing the same
mechanism, it should be possible to visualize the accumulation
of drugs during particle therapy from outside the body. In both
cases, imaging of X-ray and gamma ray emissions is key, but a
visualization technique to directly observe the dynamics has yet
to be established.
In this research area, we will develop an imaging method to
visualize X-ray and gamma ray emissions from activated materials
using our own original technology. We will also utilize this
foundation to expand into the fields of space, medicine, and
pharmaceuticals, establishing a new interdisciplinary framework
for imaging that allows us to understand the dynamics of all
materials from space to the human body in a unified manner.
Through this research, we will make a significant contribution
to the unprecedented observation of MeV gamma rays in space and
discover new medical values such as the development of novel
particle therapy and the visualization of the distribution and
therapeutic effects of ultra-low concentration drugs within the
body.
本グル－プは、小動物実験での定量評価を可能とする多色スペクトラルCTシステムの開発と、臨床応用を目指したイメージング技術の研究を行います。具体的には、① 革新的ドラッグデリバリーシステム（DDS）にむけた新規薬剤の開発 ② MPPCと高速シンチレータを用いた新規装置システムの開発と高性能化 ③ 金属ナノ薬剤・造影剤を用いたシステム性能の評価と動物実験 ④ 機械学習等を応用した多色スペクトラルCT画像の鮮鋭化を行います。
This group will create a multicolor spectral CT system for the quantitative assessment of small animal experiments and research imaging techniques for clinical use. Specifically, the group will: 1. Develop novel drugs for innovative drug delivery systems (DDS) 2. Create and enhance novel device systems using MPPC and high-speed scintillators 3. Evaluate system performance and conduct animal experiments using metal nano drugs and contrast agents 4. Enhance the clarity of multicolor spectral CT images through the application of machine learning, among other techniques
本グル－プは、「放射化イメージング」を基軸とし、核医学治療、核医学診断、および粒子線治療の新しい展開を狙います。具体的には ① 中性子や陽子を用いた薬剤放射化イメージング法の開拓と照射環境の整備 ② 高感度・高解像度ワイドバンドX線ガンマ線3Dイメージング装置の開発 ③ 新規α線治療薬の提案とイメージング評価 ④セラノスティクスを構成する新規核医学イメージング法の開発 ⑤ RI量子ビームと増感剤の併用による新たな治療法の開拓を行います。
This group endeavors to advance the fields of nuclear medicine therapy, nuclear medicine diagnostics, and particle therapy through the development of "activation imaging." Specifically, the group will: 1. Lead the way in drug activation imaging using neutrons and protons, while improving the irradiation environment. 2. Develop a high-sensitivity and high-resolution wide-band X-ray and gamma-ray 3D imaging system. 3. Propose novel alpha-ray therapeutic agents and evaluate their imaging capabilities. 4. Create novel nuclear medicine imaging methods that constitute theranostics. 5. Pioneer new therapeutic methods using RI quantum beams in conjunction with sensitizers.
本グル－プは、小型衛星開発を基盤とした新しい宇宙科学の開拓と、ガンマ線検出装置の地上展開による大気現象、とくに雷からの突発ガンマ線の理解を目指します。具体的には、① 50 kg級小型大学衛星バスの開発 ② 衛星搭載用ガンマ線カメラの開発と環境試験 ③ 日本海沿岸部の観測サイトへのガンマ線カメラの展開と雷の観測 ④ 高性能化した装置の医療分野への新たな展開、を目指します。
"This group aims to advance space science through the development of small satellites and to gain a deeper understanding of atmospheric phenomena, particularly sudden gamma rays from lightning, by deploying gamma-ray detection equipment on the ground. Specifically, the group will: 1. Create a 50 kg class small university satellite bus. 2. Develop and subject to environmental testing a gamma-ray camera for use on satellites. 3. Deploy gamma-ray cameras to observation sites along the coast of the Sea of Japan and observe lightning. 4. Explore the potential for utilizing high-performance equipment in the medical field."
最終更新日：2023年5月26日
Last Update: 26 May 2023