Development of delivery dose monitoring system for photon beam radiotherapy

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16484
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 花田 剛士 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (30571054)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 放射線治療 / モニタリング / 消滅ガンマ線 / 同時計数

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，放射線治療の高エネルギーエックス線による治療ビーム照射中で発生する陽電子が起因の消滅ガンマ線放出作用を利用して，患者体内の線量投与領域情報を非侵襲で取得可能な，リアルタイムによるモニタリング計測の技術を研究開発することを目的としている．
本研究では，高エネルギーエックス線による治療ビームから発生した消滅ガンマ線に対して，消滅ガンマ線特有の対角上に対する同時計数処理の計測が必要となる．つまり，同時計数処理の計測技術確立を目指すため，同時計測装置の製作が必要となる．
当該年度は，検出器の設計や正当性の評価，加えて，高エネルギーエックス線による治療ビームで利用されているエネルギー領域に対して生じる消滅ガンマ線の発生位置，発生割合などを特定するために，モンテカルロシミュレーションによる計算環境の整備に取り組んだ．モンテカルロシミュレーションの粒子輸送コードにはGeant4ツールキットを利用した．既存の計算環境を拡張し，現段階ではメッセージパッシングインターフェースにより並列化処理が簡易的に行える計算環境を構築した．今後の状況を見て，モンテカルロシミュレーションの粒子輸送コードの種類や中央処理装置の数を増やしていき，モンテカルロシミュレーションにより算出した理論計算値の精度を高めていく．加えて，同時計測装置の製作に必要となる部品，例えば検出器の材質やサイズ，電源や基盤，回路，ケーブルなど，そして測定に必要となる信号（チャンネル）数等の選定を行い，同時計測装置の製作の目処を付けた．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度では，同時計測装置の製作が終了し，消滅ガンマ線の測定を開始している予定であったが，同時計測装置の製作に必要となる部品の選定に時間が掛かってしまったため，同時計測装置の製作が終了していない．

Strategy for Future Research Activity

来年度の推進方策として，今年度達成できなかった同時計測装置を製作し，高エネルギーエックス線による治療ビームから発生する消滅ガンマ線の測定を開始する．

Causes of Carryover

（理由）当該年度の直接経費は，大部分を同時計測装置の製作費に予定していた．しかし，現時点では製作段階の途中であり，年度を跨ぐ結果となった．

（使用計画）同時計測装置の製作費，国内旅費，学会参加費