| Project/Area Number |
23KJ0221
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
津田 路子 東北大学, 医工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 粒子線がん治療 / 二次電子制動放射線 / ビームイメージング |
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| Outline of Research at the Start |
重粒子線は、優れたがん治療効果が認められている一方で、高い線量局在性から、照射領域のずれが正常組織に及ぼす悪影響が大きくなることがわかっている。治療効果の最適化のために、粒子線治療ビームの非侵襲的な可視化が求められている。本研究では治療精度の大きな向上を目的として、電子制動放射線計測法による治療ビーム可視化研究を進め、治療ビームをリアルタイムかつ3次元画像として取得する技術を開発する。さらに、本技術が実際の臨床現場で利用できるイメージング技術であることを実証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
粒子線がん治療で治療中にビームの照射位置が確認できれば、治療効率および安全性の向上が期待できるため、ビームイメージング技術は世界的に研究が進められている。治療ビームは腫瘍に対して３次元的に照射されるため、得られる画像も３次元であることが必要である。そこで、本研究では、治療ビームを二次電子制動放射線を測定することにより、リアルタイムかつ3次元画像として取得する技術を開発する。
今年度は、3次元画像の取得のためモンテカルロ計算コードPHITSを使用してシミュレーション環境を構築した。この環境を利用して、均一なアクリル標的に対する治療ビームの照射を行い、標的内のビーム軌跡上に発生する二次電子制動放射線をピンホール型X線カメラで複数方向から捉えた。さらに、収集されたデータにフィルタ補正逆投影法を適用することで、ビームの3次元画像を得ることが可能となった。この方法により、照射されたビームの精密な三次元的位置と形状を視覚化することができた。さらに、シミュレーション結果から、測定装置が持つ固有の分解能および標的内での二次電子制動放射線の散乱が、ビーム像の広がりの要因と見られることを確認した。この広がりを補正することができれば、より精密な画像の取得が可能であると考えられる。
X線カメラの製作においては、初期の計画では半導体検出器の使用を予定していた。しかし、シミュレーションの結果、シンチレーション検出器を使用しても目的の達成が十分可能であることが明らかになったため、検出器の種類を変更することを検討している。
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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
当初の予定通りにシミュレーションおよび画像再構成プログラムの作成が進展しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
シミュレーションで得られた結果をもとに、コリメータを製作し、カメラの構築および照射実験の準備を進める。また、シミュレーションにて、角度制限を設けた状態でデータの取得を行い、逐次近似画像再構成法の適用を行う。
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