| Project/Area Number |
21K07685
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
花田 剛士 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (30571054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 智之 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (10276181)
大橋 俊夫 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 非常勤講師 (70327641)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 放射線治療 / 陽電子生成 / 消滅ガンマ線 / モンテカルロシミュレーション / Geant4 / 消滅γ線 / モニタリング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，患者体内の線量投与領域をビーム照射中にリアルタイムでモニタリングして可視化する評価機構の基盤を研究開発し，次世代型治療支援システムの技術・機器の基盤構築を目指す．ビームと患者体内の臓器とで起こる陽電子生成の反応で生成される消滅γ線の高精度な検出とバックグランドの信号成分の詳細な解析が鍵となる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，患者体内の線量投与領域を治療ビーム照射中にリアルタイムでモニタリングして可視化する評価機構の基盤を研究開発し，次世代型治療支援システムの技術・機器の基盤構築を目指している．
当該年度は，昨年度に引き続き，Geant4ツールキットを利用したモンテカルロシミュレーションによる放射線輸送空間の計算環境を整備・拡張し，開発した既存のソフトウェアの改良に重点を置いた．具体的には，これまでに構築した放射線輸送空間の計算環境に対して，モンテカルロシミュレーションによる理論計算値の精度を高めつつ，計算処理速度の効率化を図った放射線輸送技術を確立した．一方で，Windowsオペレーティングシステムは，一般病院を含む様々な施設の業務端末として採用され，そのユビキタス性とリソース性に注目した．つまり，モンテカルロシミュレーションの性能を向上させるための潜在的に魅力的なプラットフォームとなっている．そこで，Windowsオペレーティングシステムのプラットフォーム上での治療用リニアックビームの放射線輸送計算に対して，並列処理を考慮したマルチスレッドによるモンテカルロシミュレーションの堅牢性と効率性を調査し，実際の臨床現場で応用できるように，Windows環境によるGeant4のモンテカルロシミュレーションのシステム構築法を提案した．
本研究で製作したソフトウェアやシステムの構築法などは，様々なデータの解析や用途に重宝され，研究成果の一環として論文報告・学会報告した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
放射線輸送の計算処理速度の効率化を図ったシミュレーション技術や実際の臨床現場で応用できるシステム構築法が提案できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度の推進方策として，放射線計測装置を使用して，引き続きリニアックの治療ビームから発生する消滅ガンマ線の測定を外部の研究機関と協力して実施する．そして，製作したソフトウェアにより，バックグランドの発生機序や空間中の輸送経路，検出器に入射するエネルギー構成などを詳細に解析する．これらの研究成果は，国内外の学会などで報告する．
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