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Effects of dental metals on dose distribution in proton beam therapy

Research Project

Project/Area Number 20K16775
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionSouthen Tohoku Research Institute for Neuroscience

Principal Investigator

Kato Ryohei  一般財団法人脳神経疾患研究所, 南東北がん陽子線治療センター, 研究員 (90867566)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Keywords陽子線治療 / 放射化 / モンテカルロ / モンテカルロシミュレーション / 歯科金属 / マウスピース
Outline of Research at the Start

陽子線はその物理的な特長により、従来のX線より優れた線量分布を作ることができる。しかし、口腔癌に対して陽子線治療を行う場合、口腔内に金属等が存在するとその影響はX線よりも大きい可能性がある。また陽子線による歯科金属の放射化によって、口腔内粘膜の線量増加も懸念される。しかし陽子線治療における歯科金属の影響は十分に評価されておらず、不明な点が多い。そこで本研究では、歯科金属が陽子線治療の線量分布に及ぼす影響を明らかにし、金属の放射化による線量増加を定量的に評価することで、口腔癌に対して安全で効果的な陽子線治療を行うための基盤データの構築を図る。

Outline of Final Research Achievements

In proton beam therapy (PBT), metals in the patient body perturb the dose distribution, and their radioactivation may affect the dose distribution around the metal. However, the radioactivation effect has been not clarified with PBT. Therefore, in this study, we aimed to investigate the radioactivation effect of metal, including dental metal, with PBT. Our results showed that a Monte Carlo simulation was useful for the identification of produced radionuclides. Furthermore, the increased rate of the deposited dose adjacent the metal against the prescription dose was very slight.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

陽子線治療において、体内金属の放射化の影響はほとんど明らかにされていない。本研究では、放射化した金属周囲の線量増加は処方線量に対してわずかであり、金属から距離を取ることで線量は大幅に低減することも明らかとなった。そのため本研究で得られた知見は、陽子線治療における歯科金属を含む体内金属の取扱いに関する指針の一助となることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022 2021

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

  • [Journal Article] Identification of Induced Radionuclides Produced from Dental Metals in Proton Beam Therapy for Head and Neck Cancer2023

    • Author(s)
      Kato Ryohei、Kato Takahiro、Narita Yuki、Sasaki Sho、Takayama Kanako、Murakami Masao
    • Journal Title

      Advances in Radiation Oncology

      Volume: 8 Issue: 4 Pages: 101153-101153

    • DOI

      10.1016/j.adro.2022.101153

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 陽子線治療計画の独立検証用モンテカルロ計算環境の構築2022

    • Author(s)
      加藤亮平、小山翔、成田優輝、佐藤啓樹、武政公大、池田知広、加藤雅人、鳴海克希、加藤貴弘
    • Organizer
      第12回東北放射線医療技術学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 頭頸部癌陽子線治療における歯科金属の放射化の影響に関する基礎的検討2021

    • Author(s)
      加藤亮平、加藤貴弘、相良達彦、佐々木捷、武政公大、成田優輝、小山翔、髙山香名子;、村上昌雄
    • Organizer
      第121回日本医学物学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of the Activated Dental Metal Induced by Proton Beam Irradiation for Head and Neck Cancer: A Phantom Study2021

    • Author(s)
      Ryohei Kato, Takahiro Kato, Tatsuhiko Sagara, Yuki Narita, Kanako Takayama, Masao Murakami
    • Organizer
      AAPM 63rd Annual Meeting
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 拡大散乱体法を用いた陽子線治療における体内金属の影響評価2021

    • Author(s)
      加藤亮平、成田優輝、小山翔、武政公大、加藤貴弘
    • Organizer
      第11回東北放射線医療技術学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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