2016 Fiscal Year Annual Research Report
ガン細胞が取り込んだ非放射性薬剤から電子線を放出させ患部のみを照射する技術の開発
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25282152
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小栗 慶之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (90160829)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 純 東京工業大学, 工学院, 准教授 (90302984)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 浸潤性ガン治療 / 単色X線 / 二次電子 / ナノ粒子 / X線吸収端 / 陽子線 / 静電加速器 / モンテカルロシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に使用した電子線励起の低エネルギーX線管に代え，本年度は先端にMo標的を取り付けた注射針型陽子線励起単色X線源を用意し，これに静電加速器からの2.5 MeVの陽子線を通してMoのKX線（エネルギー = 17.4 keV）を発生した．液体シンチレーター（National Diagnostics社，エコシンチXR，型式：LS-272)を満たした小型容器内に金属微粒子の模擬物質として線径25ミクロンの金細線を置き，この容器の外からこのMoのKX線を照射した．金線に対して直角の方向に光学顕微鏡を取り付けた超高感度電子増倍型CCDカメラ（Andor社，型式：DU-897E-CS0-BV）を置き，金線の周囲の液体シンチレータの発光の様子を撮影した．金線から放出される二次電子による微弱なシンチレーション光を観測するため，シンチレータ容器，注射針型単色X線源の先端，及び顕微鏡の対物レンズは一つの遮光容器に納めて外部からの迷光を排除した．陽子線をMo標的に照射しながら露光時間数十分の撮影を行ったが，バックグラウンドが多く，金線の周囲でAuger効果等による二次電子放出に伴う有意な光量の増加は観測できなかった．
そこで，より高い線量率の位置で本当に発光が見られるかを調べるため，カメラのアングルを変更して注射針型線源の周囲の発光分布の測定を行った．同様な露光時間で注射針の軸に対して垂直方向の予想される角度領域に発光が見られ，少なくとも針周辺の三次元的な線量分布がこの装置系により測定できることを確認できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに開発，構築した実験装置系を用いることにより，注射針型陽子線励起X線源周囲の単色X線による線量分布を測定することに成功したが，当初目的としていた金属微粒子の模擬物質として用いた極細金線の周りの発光については，SN比が低く測定に至らなかった．外部からの迷光等のバックグラウンドの除去については考えられる作業を殆ど全て完了しているので，今後は一次陽子線の強度とMo標的への入射効率を大幅に向上させ，金線に入射するMo-KX線の強度を増加させる作業が必要となる．
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| Strategy for Future Research Activity |
MoのKX線による液体シンチレータの発光強度を増やすためには，一次陽子線強度の大幅な増強とよりシャープな集束が不可欠である．このために加速器のイオン源のビーム強度増強，ビーム輸送系の運転条件最適化だけでなく，より加速器本体に近く，効率的に注射針先端までビームを輸送できる別のビームラインに実験装置一式を移動することも検討する．あわせて，実験装置の上流から注射針先端のMo標的までのビーム輸送，Mo標的からのX線発生，このX線の注射針壁透過，及び針周囲の液体シンチレータへの線量付与までを詳細に模擬できるモンテカルロ計算コードGeant4を用いて数値シミュレーションを行う．この結果を実験条件の最適化にフィードバックさせて効率的に作業を進める．
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| Causes of Carryover |
当初目的としていた金属微粒子の模擬物質として用いた極細金線の周りの発光については，SN比が低く測定できなかったため，イオン源からの陽子線出力の増強，バックグラウンド除去等の作業が発生し，その分だけ静電加速器の運転時間が予定より減少した．その結果，静電加速器の運転と陽子線照射に関わる実験に必要な物品費の支出が一時的に減少したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記の問題点を解決するためには，MoのKX線による液体シンチレータの発光強度を増やすために一次陽子線強度の大幅な増強に加え，加速器本体に近く，効率的に注射針先端までビームを輸送できる別のビームラインに実験装置一式を移動する必要があり，これらに伴う真空部品，電子部品，ケーブル等の物品費として使用する計画である．
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Research Products
(1 results)
