プラスチックシンチレータを用いた４次元線量分布測定器の開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24601017
• Research Institution: Japanese Foundation for Cancer Research
• Principal Investigator: 橋本 成世 公益財団法人がん研究会, 有明病院 放射線治療部, 医学物理士 (40375845)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西尾 禎治 独立行政法人国立がん研究センター, その他部局等, ユニット長 (40415526) ; 花田 剛士 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (30571054) ; 芳賀 昭弘 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30448021)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 放射線治療 / 外部照射 / 放射線測定 / プラスチックシンチレータ

Outline of Annual Research Achievements

非物理ウェッジや強度変調放射線治療といった経時的に線量分布が変化する放射線治療法が普及しているが、3次元線量分布の時間変化が検出できる4次元線量分布測定器はない。申請者達は新たにプラスチックシンチレータから得られるシンチレーション光を外部からカメラを用いて取得し、収集光量の時間変化を追うことで4次元線量分布が取得できる測定器を提案した。H26年度では、円柱形のプラスチックシンチレータと円錐形の鏡で構成した測定器を用い、以下の内容を実施した。
冷却CCD（電化結合素子）カメラで検出されるシンチレーション光の基礎特性を評価した。光量と線量は直線関係があり光量から線量を求めることが可能であった。また、ビームパルスに対応した光量の低下もノイズに埋もれること無く観測できた。次に、アーチファクトを取り除くために測定器の改良を行い、光量分布と線量分布の比較を行った。両分布の差の原因を解析して補正法を考案した。補正を施すことで線量分布を十分な精度で測定できることが判明した。さらに、動的に線量分布が変化する照射を用い、線量分布に対応する光量分布の時間変化が検出できていることを確認した。研究期間全体で実施した研究を通し、当初の研究目的であった4次元線量分布測定が行えることを実証した。本装置を用いることで放射線治療の安全性が今以上に向上する。さらに3次元線量分布の測定も短時間に行え、業務効率の向上等の期待が持たれた。以上の結果は国際学会及び国内学会にて発表した。

Research Products

• [Journal Article] 呼吸性移動を伴う肺癌に対するVMAT における適切な線量計算パラメータ決定方法 (2015)
  • Author(s): 松林 史泰, 橋本 成世, 上原 隆三, 高橋 良, 伊藤 康, 五月女 達子, 関谷 結子, 中島 大, 北村 望, 佐藤 智春, 小塚 拓洋, 小口 正彦
  • Journal Title: 日本放射線技術学会雑誌 Volume: 71 Pages: 301-307
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Independent Absorbed Dose Calculation Using the Monte Carlo Algorithm in Volumetric Modulated Arc Therapy (2014)
  • Author(s): Akihiro Haga, Taiki Magome, Shigeharu Takenaka, Toshikazu Imae, Akira Sakumi, Akihiro Nomoto, Hiroshi Igaki, Kenshiro Shiraishi, Hideomi Yamashita, Kuni Ohtomo, and Keiichi Nakagawa
  • Journal Title: Radiation Oncology Volume: 9 Pages: 75
  • DOI: 10.1186/1748-717X-9-75
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Reconstruction of the treatment area by use of sinogram in helical tomotherapy (2014)
  • Author(s): Akihiro Haga, Keiichi Nakagawa, Calvin Maurer, Ken Ruchala, Edward Chao, Dylan Casey, Satoshi Kida, Dousatsu Sakata, Masahiro Nakano, Taiki Magome and Yoshitaka Masutani
  • Journal Title: Radiation Oncology Volume: 9 Pages: 252
  • DOI: 10.1186/s13014-014-0252-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] プラスチックシンチレータと冷却CCDカメラを用いた4次元線量分布測定 (2015)
  • Author(s): 橋本成世, 西尾禎治, 芳賀昭弘, 花田剛士, 株木重人, 小塚拓洋, 小口正彦
  • Organizer: 第109回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2015-04-16 – 2015-04-19
• [Presentation] Four-dimensional dose reconstruction by use of in-treatment data set (2014)
  • Author(s): Akihiro Haga
  • Organizer: OSAKA, INDIANA, GRONINGEN symposium on Medical Physics
  • Place of Presentation: University of Groningen (Netherlands)
  • Year and Date: 2014-10-25 – 2014-10-26
• [Presentation] Four-Dimensional Dose Distribution Measurement using Plastic Scintillator (2014)
  • Author(s): M Hashimoto, T Nishio, A Haga, T Hanada, S Kabuki, T Kozuka, M Oguchi
  • Organizer: 56th Annual Meeting of the American Association of Physicists in Medicine
  • Place of Presentation: Austin Convention Center (Texas)
  • Year and Date: 2014-07-20 – 2014-07-24
• [Presentation] Reconstruction of the Treatment Area by Use of Sinogram in Helical Tomotherapy (2014)
  • Author(s): A Haga, K Nakagawa, C Maurer, K Ruchala, E Chao, D Casey, S Kida, D Sakata, T Magome, M Nakano, Y Masutani
  • Organizer: 56th Annual Meeting of the American Association of Physicists in Medicine
  • Place of Presentation: Austin Convention Center (Texas)
  • Year and Date: 2014-07-20 – 2014-07-24
• [Book] 原子力・量子・核融合事典 (2014)
  • Author(s): 橋本成世, 他多数
  • Total Pages: 1600
  • Publisher: 丸善出版