2020 Fiscal Year Research-status Report
微細構造物に対する高精度な線量計算法の確立により二次がんリスクの細分化を実現する
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19K17168
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
黒須 圭太 大阪大学, 医学系研究科, 招へい研究員 (60761400)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 二次がん / モンテカルロシミュレーション / テトラファントム / 高精度放射線治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線治療に付随する二次がんリスクを正確に評価するためには、人体の各構造物における二次がんリスク換算係数を算出する必要がある。本研究課題は従来のボクセルを基礎とした人体表現から離れ、連続四面体形状を適用することで人体の微細構造物や流線形構造物の正確な表現に取り組み、高精度な線量計算方法を確立することを目的としている。本年度は連続四面体形状を用いた計算設定パラメータの最適化と微細構造物と流線形構造物に対する線量計算の実施、そしてボクセルから連続四面体形状へ計算体系を移行する効果についての評価を目標とした。
前年度に引き続き、連続四面体形状へ分割された水ファントムを使用して計算時間、計算精度を対象とした最適な計算設定パラメータを導出した。続いてICRP Reference computational phantom (ICRP Publ. 110) をポリゴンへと変換し、平滑化処理や収縮・拡張処理を加えた後に連続四面体形状へと分割する工程に取り組んだが、既存ファントムと体積やサイズの一致度を担保する手法に難航し、多くの時間を割いてしまった。しかしながら、ICRP Publ. 145の発刊により本工程を省略することが可能となったため、当初の研究計画通りに事業を実施することが可能となった。続いて連続四面体形状により構築されたMesh-type reference computational phantomsをPHITS計算系へ導入し、9種類の代表的な構造物に対する線量計算を開始した。しかしながら精度担保された線量計算のためには多くの計算時間が必要であり、補助事業の年度内の完了が困難となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究課題の重要部分である、ボクセルファントムを連続四面体形状へと適切に変換する手法に難航し、多くの時間を割いてしまった。ただしICRP Publ. 145で提示された連続四面体形状の人体ファントムを使用することにより研究課題の遂行は可能である。以上より、現在までの達成度としては計画より遅れていると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
連続四面体ファントムに対する線量計算は既に実施している。今後は算出された値の不確かさを許容内まで収めるために計算施行回数を増やす予定である。その際、必要に応じてVariance reduction等の使用を検討する。シミュレーション計算と並行して論文原稿執筆や学会発表準備にも取り組み、成果を学術論文や学会発表を通して迅速に報告できるように活動していく。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響により国内外への出張費として計上していた費目の支出が抑えられたこと、並びに連続四面体ファントムの計算系への導入が遅れ、成果発表用に計上していた関連費目が抑えられたことが要因である。次年度は本研究課題に関する議論を行うための出張経費や、国内外の学会での研究成果発表、関連研究課題の動向調査、学術論文の投稿費用に使用する予定である。
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