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2021 Fiscal Year Research-status Report

Development of film-type depth-dose measurement system for carbon-ion beams and its application to multi-institutional clinical dose intercomparison

Research Project

Project/Area Number 20K08013
Research InstitutionNational Institutes for Quantum Science and Technology

Principal Investigator

兼松 伸幸  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, 次長 (10221889)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords線量測定 / 生物学的効果比 / ラジオクロミックフィルム / 炭素イオン線治療 / 患者線量検証
Outline of Annual Research Achievements

2021年度は本研究に関連する研究発表として、原著論文1編を出版し、学術大会や研究会で招待発表、口頭発表、ポスター発表を行った。
原著論文は本研究が開発する生物線量測定装置に実装する炭素イオン線及びそれ以外の線種にも対応し細胞の酸素状態による生物学的効果も反映する生物線量モデルの開発である。本研究は生物線量モデルの標準を確立することも研究目的に含むが、現在炭炭素イオン線治療施設ごとに理論モデルや実装方法が必ずしも同一でない状況でこれを統一する必要がある。各施設の線量定義の変更には利用者の合意を得る必要があるが、それには炭素イオン以外の線種や酸素状態への適用など利用者に現状変更を動機づける新しい機能が必要であり、この原著論文はまさにそれを実現するものである。
招待発表による炭素イオン線眼治療の治療計画装置の報告は、複数の治療計画装置に実装された生物線量モデルを比較し所属施設で最終的に現在のモデルに統一されたことの報告で、本研究に必要な他施設も含めた統合を進めるものである。
ポスター発表による眼治療用のQA方法の報告は現時点での利用可能な線量測定方法の性能を評価するものである。特に通常より極端に小さい照射野となるため既存技術では空間分解能が不足しているが、本研究による線量測定装置ではフィルムにより大幅に改善されることを期待できる結果となった。
口頭発表によるGold Anchorと称する体内金属マーカーの影響評価研究は、モンテカルロ計算に加えて本研究で利用するフィルムが炭素イオン線の高分解能線量測定に有効であることを実証したものである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究代表者が大会長として主宰した学術大会は6月には終了したが、日本医学物理学会の理事と大会支援委員長にも就任していたため大会終了後も次大会のサポート業務などが引き続き継続した。さらに7月に日本医学物理学会と日本放射線技術学会が共同出版するRadiological Physics and Technology誌の編集長が外科手術及び長期療養を要する健康上の理由で急遽退任され、本研究代表者がその後継者として編集長に就任することになった。実質的にフルタイムで従事されていた前任者の業務をいきなり全て引き継いだため、現在に至るまでかなりの時間をこれに費やすこととなった。所属機関では研究部次長として40名以上の部の運営を分担しているが特に新型コロナ対応で部員及び家族を含む感染管理に時間を取られた。さらに本研究に必要な実験装置の運用にも支障が生じたため、相対的に優先度の低い個人的な研究である本研究の遂行が滞ることとなった。

Strategy for Future Research Activity

研究の遅れの最大の原因は他業務の負担により本研究に計画していたエフォートが費やせないことであるので、他業務を軽減することで本研究の推進を図る。2022年4月に学会の役員改選に際して本研究代表者は立候補せず理事及び委員長を任期満了退任した。したがって学会活動はこれまでに比べて大幅に削減することが可能となった。ジャーナルの編集長はほぼ1年が経過して編集長業務の全てを一通り経験することができた状態である。今後は経験した業務を適切に他の編集委員に分担してもらうように運営することで編集長業務の軽減を進める。新型コロナについてはワクチンも行き渡り共存していく方針となっていることからも今後は管理業務が大幅に軽減されることが期待できる。

Causes of Carryover

研究計画策定時では想定していなかった他の業務によって本研究jの遂行が遅れており、そのため施設内実験や他施設での実験及び必要な設備整備が十分に実施できていない。2022年度は計画していた最終年度になるが、本研究の障害となっていた他の業務の軽減を進めて本研究の当初目的の達成を目指す。

  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Adaptation of stochastic microdosimetric kinetic model to hypoxia for hypo-fractionated multi-ion therapy treatment planning2021

    • Author(s)
      Inaniwa Taku、Kanematsu Nobuyuki、Shinoto Makoto、Koto Masashi、Yamada Shigeru
    • Journal Title

      Physics in Medicine & Biology

      Volume: 66 Pages: 205007~205007

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ac29cc

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Message from the new Editor-in-Chief2021

    • Author(s)
      Kanematsu Nobuyuki
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: 14 Pages: 212~214

    • DOI

      10.1007/s12194-021-00634-2

  • [Journal Article] 第121回日本医学物理学会学術大会報告2021

    • Author(s)
      兼松 伸幸
    • Journal Title

      医学物理

      Volume: 41 Pages: 76~81

    • DOI

      10.11323/jjmp.41.3_76

  • [Presentation] Treatment planning systems for ocular treatment with carbon-ion beams2022

    • Author(s)
      Nobuyuki Kanematsu
    • Organizer
      First International PTCOG Ocular Proton Therapy SYmposium 2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A Monte Carlo study of physical dose perturbation of carbon ion beam in water with Gold Anchor2021

    • Author(s)
      Taku Nakaji, Nobuyuki Kanematsu
    • Organizer
      第121回日本医学物理学会学術大会
  • [Presentation] Patient-specific QA of scanning beam carbon-ion radiotherapy with rotating gantry for chroidal melanoma in clinical trial2021

    • Author(s)
      Shunsuke Yonai, Naoy Saotome, Makoto Sakama, Nobuyuki Kanematsu
    • Organizer
      The 59th Annual Conference of the Particle Therapy Co-Operative Group
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 基調講演 先人たちの功績とその先へー日本医学物理学会ー2021

    • Author(s)
      兼松 伸幸
    • Organizer
      日本ラジオロジー協会 JRC2021
    • Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

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