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Estimation of radiation-induced secondary cancer risk caused by exposure from secondary particle in pediatric heavy ion radiotherapy.

Research Project

Project/Area Number 19K17155
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionNational Institutes for Quantum Science and Technology

Principal Investigator

Matsumoto Shinnosuke  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, 主任研究員 (10742744)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords重粒子線治療 / 放射線計測 / モンテカルロシミュレーション / 放射線防護 / 中性子線量 / モンテカルロ計算 / 2次がん / リスク評価 / 線量測定
Outline of Research at the Start

近年、粒子線治療は良好な治療成績を収めているが、治療時に発生する2次粒子線の曝露によるがんの発生が報告されている。しかしながら特に2次がんが問題になる小児においては炭素線治療の2次がんの評価は実施されていない。
本研究は炭素線治療における2次がんリスクを評価し陽子線治療等と比較することで、小児炭素線治療の推進に資することを目的とする。
本研究はモンテカルロシミュレーションコードPHITS 上に炭素線治療を詳細に再現する。これを用いて小児炭素線治療における2次粒子線の被ばくの評価を行なう。線量の計算結果とがん発生のリスクモデルを用いて炭素線治療時に発生する2次粒子線の発がんリスクを評価する。

Outline of Final Research Achievements

It is the primary outcome of this study that heavy ion radiation therapy may reduce radiation-induced secondary cancer risk compared to proton beam therapy.
In particular, the Monte Carlo simulation results show that heavy-ion therapy can reduce neutron doses to 5-16% for healthy tissues or organs compared to proton therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、小児のがん治療に対して陽子線治療は保険収載されている一方で、陽子線治療以上の良好な治療効果が期待出来るにもかかわらず重粒子線治療は保険収載されていない。この理由の一つとして、陽子線治療では小児における2次粒子線によるリスク評価は実施されているが、炭素線治療では小児における2次粒子線の評価が行われていないことが挙げられる。
本研究の成果によって、小児に対する陽子線治療と比較して重粒子線治療がより患者の2次発がんリスクを低減出来る事が示唆された。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Technical Note: validation of a material assignment method for a retrospective study of carbon-ion radiotherapy using Monte Carlo simulation2021

    • Author(s)
      Chang Weishan、Koba Yusuke、Furuta Takuya、Yonai Shunsuke、Hashimoto Shintaro、Matsumoto Shinnosuke、Sato Tatsuhiko
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 62 Issue: 5 Pages: 846-855

    • DOI

      10.1093/jrr/rrab028

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] EVALUATION OF NEUTRON AMBIENT DOSE EQUIVALENT IN INTENSITY-MODULATED COMPOSITE PARTICLE THERAPY2021

    • Author(s)
      Matsumoto Shinnosuke、Yonai Shunsuke
    • Journal Title

      Radiation Protection Dosimetry

      Volume: 193 Issue: 2 Pages: 90-95

    • DOI

      10.1093/rpd/ncab031

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EVALUATION OF NEUTRON AMBIENT DOSE EQUIVALENT IN CARBON-ION RADIOTHERAPY WITH ENERGY SCANNING2020

    • Author(s)
      Matsumoto Shinnosuke、Yonai Shunsuke
    • Journal Title

      Radiation Protection Dosimetry

      Volume: 191 Issue: 3 Pages: 310-318

    • DOI

      10.1093/rpd/ncaa166

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Monte Carlo study of out‐of‐field exposure in carbon‐ion radiotherapy: Organ doses in pediatric brain tumor treatment2019

    • Author(s)
      Matsumoto Shinnosuke、Yonai Shunsuke、Bolch Wesley E.
    • Journal Title

      Medical Physics

      Volume: 46 Issue: 12 Pages: 5824-5832

    • DOI

      10.1002/mp.13864

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Monte Carlo study of out-of-field exposure in carbon-ion radiotherapy with a passive beam: Organ doses in pediatric brain tumor treatment2019

    • Author(s)
      Shinnosuke Matsumoto、Shunsuke Yonai
    • Organizer
      第117回日本医学物理学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Monte Carlo study of out-of-field exposure in carbon-ion radiotherapy: Quality Factor in pediatric brain tumor treatment2019

    • Author(s)
      Shinnosuke Matsumoto、Shunsuke Yonai
    • Organizer
      第118回日本医学物理学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Monte Carlo study of out-of-field exposure in carbon-ion radiotherapy: Organ doses in pediatric brain tumor treatment2019

    • Author(s)
      Shinnosuke Matsumoto、Shunsuke Yonai
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Dosimetry and its Applications
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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