2020 Fiscal Year Research-status Report
陽子線がん治療における生成反応断面積の測定及び体内線量評価システムの開発
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18K15595
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
松下 慶一郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10769847)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 陽子線治療 / 断面積 / PET |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陽子線治療において腫瘍に的確な照射がなされなかった場合治癒率の低下や正常組織への障害が生じる可能性がある。そのため陽子線治療では実際に陽子線が照射された領域を観測することが重要である。人体に陽子線を照射したとき人体を構成する原子核と入射陽子との核反応により陽電子放出核が生成される。この生成された陽電子放出核からの消滅ガンマ線をPETを用いて測定することで陽子線の照射領域を観測する手法が開発されている。しかし陽子線の物理的反応の違いにより、観測される照射領域情報と実際の線量分布情報が異なるという課題がある。
そのため観測された照射領域情報と線量分布を紐づける物理的因子が必要である。この照射領域画像と線量分布を紐づける物理的要因の１つが陽電子放出核の生成断面積である。
しかしながら陽子線治療で用いられるエネルギー領域において、陽電子放出核の生成断面積データは整備されているとは言い難く断面積データの更なる取得が必要である。
本研究では陽子線治療において生成される陽電子放出核の生成断面積取得を目的とし2020年度は放射線医学総合研究所サイクロトロンの70 MeV陽子線を用いて人体を構成する重要な原子核の１つである酸素核から生成される陽電子放出核の生成断面積の追加測定を行った。
導出した断面積はNNDCなどのデータベースに登録されている断面積データとよく一致し昨年度よりも精度の高い結果となった。特に入射陽子との核反応により酸素核から生成される陽電子放出の1つである11Cの生成断面積は古いデータと異なる傾向を示し近年報告された比較的新しいデータとよく一致する結果となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は放射線医学総合研究所にて、AVFサイクロトロンから供給される70 MeV陽子線を用いて酸素核から生成される陽電子放出核の生成断面積の追加測定を目的とし陽子線照射実験を行った。ターゲットは水を用い、消滅ガンマ線の測定には対向型PETを用いた。測定されたデータ(消滅ガンマ線のビーム進行方向に対する強度分布および陽電子放出核の崩壊曲線)を生成される陽電子放出核の半減期を用いて分離を行い生成チャンネルごとの断面積を導出した。
導出した断面積はNNDCなどのデータベースに登録されているデータとよく一致する結果となった。特に酸素核から生成される陽電子放出核の１つである11Cは古いデータと比較し異なる傾向を示し、近年報告された比較的新しいデータとよく一致する結果となった。昨年度の測定結果を踏まえより精度の高いデータを取得することができた。
断面積データの追加測定解析結果を日本放射線腫瘍学会第33回学術大会にて報告を行った。
しかしながら本年度は緊急事態宣言に伴い予定していたビーム実験が中止となることがあったためデータ測定、解析の進行に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに測定できたデータの解析を進め学会報告を行う。低エネルギー領域での断面積精度向上を目指し40 MeV等の低いエネルギーを用いた断面積測定、カルシウム核をターゲットとした断面性測定を行い断面積データ整備を目指す。
測定された断面積データを用いてモンテカルロ法による照射領域観測シミュレーション構築を行う。
また、断面積解析結果を論文にまとめ査読付き国際ジャーナルへの投稿、アクセプトを目指す。
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| Causes of Carryover |
放射線医学総合研究所でのビーム照射実験を予定していたが、本年度は緊急事態宣言に伴いビーム照射実験が中止となり当初予定していた出張費が使用できなかった。また学術大会も多くがweb開催となり参加する際の出張費が使用できなかったため差額が生じた。
生じた差額は学術大会参加費用、論文校正費用、論文投稿費用に使用する。
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