| Project/Area Number |
21K19434
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 52:General internal medicine and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 創大 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 (00826092)
富岡 智 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40237110)
橋本 孝之 北海道大学, 医学研究院, 教授 (60400678)
栗山 靖敏 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (60423125)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 陽子線治療 / イオン音響 / FLASH / 超高線量率陽子線治療 / 飛程検証技術 / 超高線量率陽子線照射 / 陽子線飛程検証 / 適応型陽子線治療 / 音響計測 |
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| Outline of Research at the Start |
FLASH放射線治療は，通常の放射線治療の線量率の数百倍から数千倍高い線量率を用いる超高線量率照射法である．抗腫瘍効果を変えずに正常組織の障害発生を顕著に抑制できることが知られており，治療様式を大きく変えるインパクトがある．本研究では，近い未来に臨床利用が期待される超高線量率陽子線治療に適用するリアルタイム飛程検出法の実用化に向けた基盤技術開発を行う．現在，陽子線飛程を照射中に正確に検出し，予測と違う場合には即座に補正を加える方法が提案されている．我々はその一つとして，超高線量率で威力を発揮する音響技術に着目し，GPSで実績のあるMultilateration法を組み合わせた手法を開発する．
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aims to develop a method for real-time and high-precision detection of the proton range in ultra-high dose rate radiation therapy. As a means of range detection, we focused on acoustic waves generated by ultra-high dose rate proton irradiation, and aimed to achieve range detection and miniaturization of the detection system by utilizing them. While conventional range detection studies have mainly used methods employing single detectors, this study aims to construct a method for three-dimensional localization of the proton range based on signals detected by multiple detectors. We devised two methods: (1) a method using a sensitivity matrix, and (2) a method using delay-and-sum (DAS) reconstruction, and verified their accuracy through experiments.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、FLASH放射線治療における陽子線飛程のリアルタイム高精度検出に向けた基礎的な検討を行うものである。学術的には、複数の検出器を用いた三次元飛程特定法の開発は、従来の単一検出器法を拡張するものであり、計測精度の向上に繋がる可能性がある。社会的意義としては、直ちに臨床応用されるものではないが、FLASH陽子線治療の実現に向けた技術的課題の解決に貢献する可能性がある。研究が進展し、より高精度な飛程検出が可能になれば、FLASH治療の安全性を向上させ、臨床応用を促進することが期待される。
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