Investigation of an innovative irradiation method for BNCT (Intensity Modulated BNCT)
| Project/Area Number |
21K15793
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Osaka Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
呼 尚徳 大阪医科薬科大学, 医学部, 特別職務担当教員(助教) (90846908)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | BNCT / Neutron / Monte Carlo simulation / Beam shaper / Collimator / Neutron filter / Thermal neutron |
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| Outline of Research at the Start |
我が国では次世代放射線治療法として期待されるBNCTのプロジェクトが進行しており、原子炉に替わり病院に設置可能な、加速器BNCTシステムが国内の複数の病院に導入されている。本研究では最適な素材、厚みのフィルターを用いて、体深部での熱中性子量を相対的に増やす手法を構想した。また、中性子ビーム射出孔（コリメータ）の全面あるいは一部をこのフィルターで覆うこと等により、深部での生成熱中性子密度に意図的な不均一を作ることも可能になる。この考案を、X線による強度変調放射線治療に似た手法（Intensity Modulated Boron Neutron Capture Therapy：IM-BNCT）へと発展させ、IMRTがX線治療を革新した如くBNCTの革新を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度（2021年度）に行った実験成果をまとめて米国医学物理学術誌に投稿した論文が採択された（2022年7月：https://doi.org/10.1002/mp.15864）。内容としては中性子フィルターの開発を行い、加速器中性子源の照射場にて基礎実験を行った。シミュレーション通り、深部の線量を上げることに成功した。しかし、開発した中性子フィルターを使用することにより、中性子全体の強度が下がり、臨床応用の場合、照射時間が長くなる欠点が生じた。この課題を乗り越えるため、コリメータ形状の最適化をMonte Carlo simulationを用いて検討した。コリメータの面積を広げることによって、強度を上げることができた。この成果をNatureのScientific Reports誌に投稿して論文が採択された（2022年8月：https://doi.org/10.1038/s41598-022-17974-7）。
この新しいコリメータで模擬患者のシミュレーション計算を行った結果、中性子の広がりを抑えることができ、照射外の線量を下げる効果も期待できる。更に、患者の体位設定が楽になる想定で照射時間も短くなることで、患者へのメリットが非常に大きいかと思う。
この新しいコリメータ形状を2021年に開発した中性子フィルタと組み合わせて、照射時間の課題を乗り越え、最終的には実臨床に応用できる形に進めて行く予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
実験とシミュレーション計算が良好に一致して、予定通りに研究が進んでいる。学術論文投稿も2021年に1件、2022年に2件と順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は2021年度に開発したフィルターを去年に再検討した新しいコリメータ形状に使用することを考えている。いい結果が得ることができれば、実臨床に使用できるように申請書類を進める予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
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[Presentation] Design, verification, and application of a filtration system to improve the dose distribution of an accelerator-based neutron capture therapy system2022
Author(s)
Naonori Hu, Hiroki Tanaka, Ryo Kakino, Syuushi Yoshikawa, Mamoru Miyao, Kazuhiko Akita, Kayako Isohashi, Teruhito Aihara, Keiji Nihei, Koji Ono
Organizer
第123回日本医学物理学会学術大会
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