如传统射线照片所示，放射图像仅在2D空间中提供黑白图形。单光子发射断层扫描(SPECT)和正电子发射断层扫描(PET)的情况基本相同，这是核医学中使用的两种最常见的分子成像技术。PET特别用于早期癌症和阿尔茨海默病检测，但适用于每个检测器的放射性示踪剂在能量方面受到限制。例如，PET只能成像单色伽马射线，从而提供黑白2D图像。此外，通常由医疗中心的回旋加速器设备制造的PET示踪剂的生产不可避免地是昂贵的。

　　“如果任意能量的伽马射线很容易在3D空间中可视化，那么所有这些问题都可以得到解决，”早稻田大学应用物理学教授Jun Kataoka指出。“这将像黑白电视变成彩色一样具有革命性，大大增加了我们从图像中获得的信息量。”

　　因此，Kataoka教授的研究小组发明了一种医用伽马射线探测器(康普顿摄像机)，并成功实现了一种活体老鼠的高分辨率，多色3D分子成像，并配有三种不同的放射性示踪剂。他们发现碘，锶和锌分别在甲状腺，骨骼和肝脏中积聚，证实这些新的示踪剂集中在每个靶器官中。

　　更重要的是，这款相机仅重580克，适合手掌，是世界上最紧凑的康普顿相机。

　　“每个角度的测量时间需要10分钟，因此我们能够在2小时内获得从12个角度拍摄的图像。使用多个康普顿相机可以减少更多的时间。例如，如果周围有12个康普顿相机一个物体，可以在短短10分钟内获得与该研究相同的图像，这表明通过观察药物如何以10分钟的增量进入体内来了解生物动力学的新方法。

　　该研究发表在科学报告中。

　　尽管SPECT和PET被广泛使用，但适用于每个检测器的放射性示踪剂受到限制。SPECT仅对低于400千电子伏特(keV)的低能伽马射线成像，而PET仅能成像511keV的正电子发射源。因此，迫切期待使用康普顿相机，其能够将能量从几百keV成像到超过几兆电子伏特(MeV)，同时开发新的潜在示踪剂。

　　Kataoka教授的研究小组开发出世界上最轻的医疗康普顿相机，具有高检测效率和实用的空间分辨率，可实现灵活的测量。然后将摄像机从12个角度围绕小鼠旋转，其用三种不同的放射性示踪剂给药：碘(131I，364keV)，锶(85Sr，514keV)和锌(65Zn，1116keV)。测量时间总计2小时，该小组成功地证明了多个示踪剂的同时体内成像的有效性，并且几乎实时地成像伽马射线，分辨率为3mm，相当于PET。

　　根据这项研究，Kataoka教授正在努力开发一种像人眼一样工作的伽马射线照相机。“人眼可以立即从各个方向区分光线的颜色和亮度，并从左眼和右眼之间的位移确定3D的物体形状。因此，立体成像在理论上可以通过使用多个超紧凑康普顿来实现相机“。

　　虽然不仅限于医学领域，但该技术可以通过将常规PET药物与新发现的示踪剂相结合，帮助追踪体内癌细胞和矿物质的行为，计算移植器官的存活率，开发更便宜，更方便的医疗药物通过测量治疗期间发出的各种即时伽马射线，成像和在线监测粒子治疗的有效性。

　　“随着辐射技术的不断涌现，我们期待通过这种'随需应变'康普顿相机扩大下一代辐射成像的可能性，”Kataoka教授说。