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Geant4を用いた体内病変線量の同定法開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K16440
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 放射線科学
研究機関神戸大学

研究代表者

赤坂 浩亮  神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (20707161)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードGeant4 / 放射線治療 / ナノ粒子 / 放射線治療計画装置 / ROS / フリーラジカル / がん / シミュレーション / GEANT4 / GEANT4-DNA / 活性酸素 / 放射線治療学
研究成果の概要

シミュレーションの環境設定として、PC上にGeant4-DNAをインストールし、フルモンテカルロシミュレーション、放射線照射に伴う活性酸素種の検出ができるように、C++でコードを作成した。このシミュレーション環境を用いて、実測とシミュレーションにおける活性酸素種の生成量の差、付与線量の差を評価検討した。実際のジオメトリの状況では、ナノ粒子の密度が低すぎ、活性酸素種、付与線量に差にナノ粒子の影響は認められなかった。絶対線量の測定には線量計を用い、シミュレーション内での計算と比較した。結果、実測とシミュレーションの対応付けに成功した。今後は、この係数を用いて、線量分布の計算に移りたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、生物学的なアプローチと物理学的なアプローチ(シミュレーション)を併用することにより、正確に腫瘍が付与される放射線の線量を同定することが可能となる。シミュレーションを用いることにより、様々な状況に対して臨機応変に対応でき、身体のありとあらゆる腫瘍が付与される実際の線量の同定が可能となる。我々は本研究課題において、放射線増感剤と放射線を併用したときの腫瘍組織が付与される実際の線量を実験室レベルで推測することに成功した。生物学的・物理学的な背景も踏まえて処方線量を決定することは、より安全かつ治療効果の高い放射線治療を患者に提供できるようになるので、倫理面から考えてもその意義が大きい。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Amelioration of Radiation Enteropathy by Dietary Supplementation With Reduced Coenzyme Q102019

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yasuyuki、Mukumoto Naritoshi、Idrus Nelly、Akasaka Hiroaki、Inubushi Sachiko、Yoshida Kenji、Miyawaki Daisuke、Ishihara Takeaki、Okamoto Yoshiaki、Yasuda Takahiro、Nakahana Makiko、Sasaki Ryohei
    • 雑誌名

      Advances in Radiation Oncology

      巻: 4 号: 2 ページ: 237-245

    • DOI

      10.1016/j.adro.2019.01.006

    • NAID

      120006811120

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gold Nanoparticle-Incorporated Molecularly Imprinted Microgels as Radiation Sensitizers in Pancreatic Cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Aoi、Kitayama Yukiya、Kiguchi Kentaro、Yamada Takuya、Akasaka Hiroaki、Sasaki Ryohei、Takeuchi Toshifumi
    • 雑誌名

      ACS Applied Bio Materials

      巻: 2 号: 3 ページ: 1177-1183

    • DOI

      10.1021/acsabm.8b00766

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiosensitization effects and ROS generation by high Z metallic nanoparticles on human colon carcinoma cell (HCT116) irradiated under 150?MeV proton beam2019

    • 著者名/発表者名
      Abdul Rashid Raizulnasuha、Zainal Abidin Safri、Khairil Anuar Muhammad Afiq、Tominaga Takahiro、Akasaka Hiroaki、Sasaki Ryohei、Kie Katahira、Abdul Razak Khairunisak、Pham Binh. T.T.、Hawkett Brian S.、Carmichael Mary-Ann、Geso Moshi、Rahman Wan Nordiana
    • 雑誌名

      OpenNano

      巻: 4 ページ: 100027-100027

    • DOI

      10.1016/j.onano.2018.100027

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of dosimetric parameters in the treatment planning of magnetic resonance imaging-based intracavitary image-guided adaptive brachytherapy with and without optimization using the central shielding technique.2018

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa R, Yoshida K, Ebina Y, Omoteda M, Miyawaki D, Ishihara T, Ejima Y, Akasaka H, Satoh H, Kyotani K, Takahashi S, Sasaki R.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 316-326

    • DOI

      10.1093/jrr/rry009

    • NAID

      120006477549

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Clinical log data analysis for assessing the accuracy of the CyberKnife fiducial-free lung tumor tracking system2018

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masao、Nishimura Hideki、Mayahara Hiroshi、Nakamura Masaki、Uehara Kazuyuki、Tsudou Shinji、Harada Aya、Akasaka Hiroaki、Sasaki Ryohei
    • 雑誌名

      Practical Radiation Oncology

      巻: 8 号: 2 ページ: 63-70

    • DOI

      10.1016/j.prro.2017.10.014

    • NAID

      120006873065

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of a Small Animal Irradiation System for Animal Experiments Using EBT3 Model GAFCHROMICTM Film2017

    • 著者名/発表者名
      YASUYUKI SHIMIZU, HIROAKI AKASAKA, DAISUKE MIYAWAKI, NARITOSHI MUKUMOTO, MASAO NAKAYAMA, TIANYUAN WANG, SAKI OSUGA, SACHIKO INUBUSHI, RYUICHI YADA, YASUO EJIMA, KENJI YOSHIDA, TAKEAKI ISHIHARA, RYOHEI SASAKI
    • 雑誌名

      Kobe J. Med. Sci.

      巻: 63

    • NAID

      120006380391

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of dual-energy CT to suppression of metal artefact caused by pedicle screw fixation in radiotherapy: a feasibility study using original phantom2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Tianyuan、Ishihara Takeaki、Kono Atsushi、Yoshida Naoki、Akasaka Hiroaki、Mukumoto Naritoshi、Yada Ryuichi、Ejima Yasuo、Yoshida Kenji、Miyawaki Daisuke、Kakutani Kenichiro、Nishida Kotaro、Negi Noriyuki、Minami Toshiaki、Aoyama Yuuichi、Takahashi Satoru、Sasaki Ryohei
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 62 号: 15 ページ: 6226-6245

    • DOI

      10.1088/1361-6560/aa7d7f

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 呼吸同期IMRTにおけるInterplay Effectの検討2018

    • 著者名/発表者名
      椋本成俊、奥村圭祐、矢田隆一、赤坂浩亮、清水康之、大須賀彩希、中岡藍、西谷隆治、佐々木良平
    • 学会等名
      第43回神戸放射線腫瘍懇話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In situステルス性獲得にもとづく長期血中滞留性金ナノ粒子内包分子インプリントナノゲルの創製2018

    • 著者名/発表者名
      北山 雄己哉, 山田 託也, 赤坂 浩亮, 西村 勇哉, 五十嵐 一紀, 松本 有, 佐々木 良平, 竹内 俊文
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放射線治療のための金ナノ粒子内包分子インプリントポリマーナノゲルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      北山 雄己哉, 山田 託也, 木口 健太朗, 吉田 碧衣, 赤坂 浩亮, 西村 勇哉, 五十嵐 一紀, 松本 有, 佐々木 良平, 竹内 俊文
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Application of dual-energy CT to suppression of metal artifacts caused by spinal implant in radiotherapy2018

    • 著者名/発表者名
      Tianyuan Wang, Takeaki Ishihara, Atsushi Kono, Naoki Yoshida, Noriyuki Negi, Kenichiro Kakutani, Hiroaki Akasaka, Ryuichi Yada, Naritoshi Mukumoto, Daisuke Miyawaki, Kenji Yoshida, Ryohei Sasaki
    • 学会等名
      World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 還元型コエンザイムQ10の摂取形状による放射線防護効果の変化2018

    • 著者名/発表者名
      清水康之、 椋本成俊、宮脇大輔、犬伏祥子、 赤坂浩亮、矢田隆一、大須賀彩希、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第31回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dosimetric accuracy of dose calculation algorithms for lung heterogeneity phantom2018

    • 著者名/発表者名
      Naritoshi Mukumoto, Ryuichi Yada, Keisuke Okumura, Hiroaki Akasaka, Yasuyuki Shimizu, Tianyuan Wang, Saki Osuga, Takaharu Nishitani, Yuichi Aoyama, Ryohei Sasaki
    • 学会等名
      第115回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 当院における悪性脳神経膠腫に対するIMRTの治療成績2018

    • 著者名/発表者名
      石原武明、妹尾悟史、赤坂浩亮、 椋本成俊、 井上由子、西川遼、 宮脇大輔、 吉田賢史、 佐々木良平、  篠山隆司、 田中一寛
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第31回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガントリー取付式2次元検出器を用いたVMAT検証の可能性・3次元検出器と比較して2018

    • 著者名/発表者名
      椋本成俊、奥村圭祐、矢田隆一、赤坂浩亮、西谷隆治、佐々木良平
    • 学会等名
      第116回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 肺不均質ファントムにおける線量計算アルゴリズム精度の検討2018

    • 著者名/発表者名
      椋本成俊 、矢田隆一、奥村圭祐、江口力斗、赤坂浩亮、清水康之、大須賀彩希、西谷隆治、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第31回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 当院における低・中リスク前立腺癌に対するヨード永久刺入療法の治療成績2017

    • 著者名/発表者名
      吉田 賢史, 古川 順也, 宮脇 大輔, 石原 武明, 上薗 玄, 赤坂 浩亮, 西谷 隆治, 藤澤 正人, 佐々木 良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会小線源部会第19回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Assessment of adaptive radiation therapy with deformable image registration software2017

    • 著者名/発表者名
      Naritoshi Mukumoto, Ryuichi Yada, Yasuyuki Shimizu, Keisuke Okumura, Tianyuan Wang, Saki Osuga, Hiroaki Akasaka, Yuichi Aoyama, Ryohei Sasaki
    • 学会等名
      AAPM 59th Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of the applied voltage on the ion recombination correction factor using the two-voltage technique in FFF beams2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Yada, Naoki Hayashi, Naritoshi Mukumoto, Hiroaki Akasaka, Ryohei Sasaki
    • 学会等名
      AAPM 59th Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The process of the determination of Dosimetric leaf gap and Transmission for VMAT using TrueBeamTM STx2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Akasaka、Naritoshi Mukumoto、Ryuichi Yada、Tianyuan Wang、Yasuyuki Shimizu、Saki Osuga、Yuichi Aoyama、Ryohei Sasaki
    • 学会等名
      8th Japan-Korea Joint Meeting on Medical Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CT、MRIでの検討に基づく過酸化チタンナノ粒子を用いたTheranostic drugの基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      赤坂浩亮、中山雅央、椋本成俊、荻野千秋、西村勇哉、森田健太、京谷勉輔、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 還元型コエンザイムQ10による腸管の有害事象軽減の検討2017

    • 著者名/発表者名
      清水康之、椋本成俊、赤坂浩亮、矢田隆一、王天縁、大須賀彩希、宮脇大輔、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メタボロミクスにおける放射線消化管機能不全指標の解明2017

    • 著者名/発表者名
      大須賀彩希、犬伏祥子、赤坂浩亮、椋本成俊、清水康之、王天縁、宮脇大輔、吉田賢史、石原武明、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子との比較による過酸化チタンナノ粒子の放射線増感効果の有用性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      中山雅央、赤坂浩亮、椋本成俊、荻野千秋、西村勇哉、森田健太、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel application of Dual Energy CT for the suppression of metal artifact in Radiotherapy2017

    • 著者名/発表者名
      王天縁、石原武明、吉田直基、角谷賢一朗、宮脇大輔、吉田賢史、赤坂浩亮、椋本成俊、矢田隆一、青山裕一、高橋哲、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DIRソフトウェアを用いたAdaptive radiation therapyの検討2017

    • 著者名/発表者名
      椋本成俊、矢田隆一、清水康之、奥村圭祐、王天縁、大須賀彩希、赤坂浩亮、青山裕一、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭頸部領域における固定具を用いたCT画像とMR画像のRegistration精度評価2017

    • 著者名/発表者名
      奥村圭祐、椋本成俊、京谷勉輔、西谷隆治、表田真弓、赤坂浩亮、青山裕一、日下亜起子
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 2点電圧法を用いたFFFビームのイオン再結合補正係数の印加電圧の影響2017

    • 著者名/発表者名
      矢田隆一、椋本成俊、赤坂浩亮、青山裕一、村木勇太、安達由美子、佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 当院における低・中リスク前立腺癌に対するヨード永久刺入療法の治療成績2017

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史, 古川順也, 宮脇大輔, 石原武明, 上薗玄, 赤坂浩亮, 西谷隆治, 藤澤正人, 佐々木良平
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Radiotherapy, Chapter 13. A Comparison of Physical vs. Nonphysical Wedge Modalities in Radiotherapy2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Akasaka, Naritoshi Mukumoto, Masao Nakayama, Tianyuan Wang, Ryuichi Yada, Yasuyuki Shimizu, Saki Osuga, Yuki Wakahara, Ryohei Sasaki
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      INTECH
    • ISBN
      9789535131496
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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