[論文レビュー] First ex-vivo positronium imaging of tissues with modular J-PET scanner using $^{44}$Sc radionuclide

Karol Kubat, Manish Das+42 more|arXiv (Cornell University)|Feb 7, 2026

Medical Imaging Techniques and Applications被引用数 1

ひとこと要約

この研究は、モジュラーJ-PETスキャナーと44Sc放射性核種を用いた人間組織の初の体外ポジトリウムイメージングを実証し、脂肪組織、心臓粘液腫、血栓および他の材料におけるorthopositronium寿命を検証します。

ABSTRACT

This study presents the first ex-vivo positronium imaging of human tissues using the modular J-PET scanner with the $^{44}$Sc radionuclide. The $^{44}$Sc isotope was produced via the $^{44}$Ca(p, n)$^{44}$Sc nuclear reaction and used to perform positronium imaging of phantom composed of human adipose tissue, cardiac myxoma tissue, thrombi blood clot, and also porous polymer XAD4, and a certified reference material (CRM) made from fused silica. The experiment demonstrates the suitability of $^{44}$Sc as a positron source for positronium imaging. The performance of J-PET for positronium imaging with $^{44}$Sc was validated by proper reconstruction of the mean orthopositronium lifetime for CRM material and XAD-4 polymer. The mean ortho-positronium (oPs) lifetimes determined for adipose tissue, cardiac myxoma tissues and thrombi were consistent with results of previous experiments. The study highlights the potential $^{44}$Sc radionuclide for positronium lifetime imaging (PLI).

研究の動機と目的

• モジュラーJ-PETスキャナーと44Scを用いた人間組織の体外ポジトリウムイメージングを実証する。
• ポジトリウムイメージングのための放出源として44Scの適性を評価する。
• 参照材料で平均orthopositronium寿命を再構成することを通じてJ-PETのポジトリウムイメージング性能を検証する。
• 組織のo-Ps寿命と以前の実験結果を比較して一貫性を確立する。

提案手法

• 44Ca(p, n)44Sc核反応を介して44Scを生成し、ポジトロン源として使用する。
• ヒト脂肪組織、心臓粘液腫組織、血栓、XAD-4多孔質ポリマー、 fused silicaから作製されたCRMを含むファントム組立体を画像化する。
• モジュラーJ-PETスキャナーで体外ポジトリウムイメージングを実施する。
• CRM材料およびXAD-4の平均orthopositronium寿命を再構成してイメージング性能を検証する。
• 脂肪組織、粘液腫組織、血栓で測定したo-Ps寿命を以前の実験結果と比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 44ScはモジュラーJ-PETスキャナー上でポジトリウムイメージングの有効なポジトロン源として機能できるか。
• RQ2 44Scを用いた生体組織（脂肪、心臓粘液腫、血栓）および参照材料（CRM、XAD-4）における平均orthopositronium寿命はどれくらいか。
• RQ3 組織で測定されたo-Ps寿命は以前の実験で報告された寿命と整合し、イメージングアプローチを検証するか。

主な発見

• 本研究は、44Scを用いたモジュラーJ-PETスキャナーによる人間組織の初の体外ポジトリウムイメージングを報告する。
• 44Scはポジトリウムイメージングの適切なポジトロン源として示された。
• CRM材料およびXAD-4ポリマーの平均orthopositronium寿命を再構成し、このモダリティに対するJ-PETの性能を検証した。
• 脂肪組織、心臓粘液腫組織、血栓の平均o-Ps寿命は以前の実験結果と一致した。