2024 Fiscal Year Research-status Report
Non-invasive, dynamic monitoring of high dose-rate brachytherapy radiation source using sensor fusion
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24K10785
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
荒川 弘之 九州大学, 医学研究院, 准教授 (00615106)
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2024-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | 高線量率密封小線源治療 / サンプリングモアレ法 / 体動検知 / 放射線計測 / 動的計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高線量率密封小線源治療において、体動および線源位置を非侵襲的に観測する機器をそれぞれ開発し、これらを統合（センサフュージョン）することにより、体動のある状況下でも、密封小線源を設定位置から1mm以下の精度、0.2秒以下の時間分解能で特定するための条件を明らかにする。
2024年度は、(1)体動検知機器の開発：体動を検出するため、光学式（ステレオカメラ方式および飛行時間方式）および磁気式の手法を検討した。自作機器や市販製品を用いて、それぞれの位置分解能を評価した。また、体動模擬装置を製作し、実験により位置分解能の検証を行った。その結果、ステレオカメラ方式および磁気式の方法において、5Hzの時間分解能で1mm未満の位置分解能を達成した。
(2)線源位置の三次元計測装置の開発：申請者らがこれまでに開発してきた、密封小線源（Ir-192）のγ線が遮蔽球によって遮蔽される原理を利用した手法を発展させ、5Hzの時間分解能において、数センチメートルの範囲で1mm未満の位置分解能を達成した。これは従来の1cm程度の分解能を大幅に向上させる成果である。具体的には、他分野で開発されたサンプリングモアレ法（モアレ縞を用いた手法）を導入・発展させ、遮蔽位置の変化をより高感度に検出可能な機器とした。さらに、遮蔽球をアレイ化し、シンチレータと高感度カメラを組み合わせることで、広範囲の遮蔽検出を実現し、三次元位置の変化に対する高分解能化を達成した。加えて、機器の小型化を目的として、一次元センサの開発にも着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた通り、2024年度は放射線線源位置及び体動の検知において、それぞれ、目標の1mm未満の分解能を達成した。また、新しく、他分野のサンプリングモアレ法を導入・発展させ、本手法の開発について学会発表を行なった。一方で、目標の分解能を達成するために放射線線源位置計測器は大型となってしまったため、より実用的な機器とするために小型化を進める。以上により、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、2024年度に開発した体動および線源位置を非侵襲的に観測する機器を統合(センサフュージョン)し、密封小線源を、体動(機器により模擬)の存在下で設定位置から1mm以下の精度、0.2秒以下の時間分解能で特定するための機器開発及び試験を行う。また、小型化のための機器開発を行う。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた物品の値段に変更があったため、若干の余りが生じた。次年度の機器開発において電子パーツ予算に利用する。
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