2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of real-time radiation detector capable of measuring with quality discrimination in neutron capture therapy
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18K19916
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 浩基 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (70391274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川端 信司 大阪医科大学, 医学部, 准教授 (20340549)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 中性子捕捉療法 / BNCT / 線質弁別 / リアルタイム / 放射線検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)ではコリメータ等の構造体や患部からの中性子散乱及び透過により、照射野外に対しても中性子が照射される。BNCTの治療効果が得られる一方で、放射線による2次がん発生に起因する線量評価が重要となる。また中性子はエネルギーによって生物学的効果が異なるので、線質を弁別して評価することが望まれている。
本研究においてはBNCTでの全身位置における線量を評価することを目的として、減速材とLi含有微小シンチレータを組み合わせた線質弁別を可能とするリアルタイム中性子検出器の開発を行った。人体等価水ファントムの首、胸、腹に設置し、側頭からの臨床を模擬した照射試験を実施した。
モンテカルロシミュレーションを用いて照射体系を模擬し、それぞれの検出器に入射する中性子スペクトルを評価したところ、相対的な形状はほぼ一致していることを明らかにした。これにより、3つの検出器のLiの反応率から連立方程式を解くことにより、首、胸、腹の位置における中性子スペクトルを実験的に評価することが可能となった。
得られた中性子スペクトルに線量換算係数を乗じて線量を導出した。本手法の妥当性を確認するために、先行研究で得られた人体等価水ファントム内における放射化法の線量測定結果と比較した。本システムの線量は体表面の結果であり、高速中性子線量は首、胸、腹の位置において放射化法の結果の約3倍であった。体内で高速中性子は減速することから、妥当な結果であった。一方で、熱中性子は散乱の影響を強く受けることから、体表面の結果から内部線量を評価するのは困難であることを確認した。
本研究により、BNCTの照射野外の線量をリアルタイムで評価可能なシステム構築に成功した。特に生物学的効果の高い高速中性子の線量を評価することが可能となったことから、今後臨床への応用が期待される。本研究の内容を査読付き論文にとりまとめた。
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