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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of three dimensional dose evaluation system using prompt gamma-ray for boron neutron capture therapy

Research Project

Project/Area Number 25282155
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田中 浩基  京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (70391274)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 櫻井 良憲  京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (20273534)
川端 信司  大阪医科大学, 医学部, 講師 (20340549)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords硼素中性子捕捉両方 / 線量評価 / SPECT / 光ファイバー
Outline of Annual Research Achievements

これまでにSPECTを用いて478keVの即発ガンマ線を画像化する手法は研究されてきたが、BNCTの照射場のガンマ線のバックグランドが高いため、実現に至っていない。解決すべき課題は(a)消滅ガンマ線である511keVガンマ線の除去(b)水素の即発ガンマ線2222keV及び構造体からのガンマ線のコンプトン散乱によるバックグランドガンマ線の除去(c)放射線損傷のため半導体検出器を使用できないこと、(d)光電子増倍管はシンチレータに密着することが出来ないことである。平成25年度~平成27年度で上記課題を克服可能なシステムを構築した。(a) 511keVのガンマ線を除去するために、サンプルに対して180度方向に検出器を設置し、アンチコインシデンスによって除去するシステムを構築した。(b)2222keV 及び構造体からのガンマ線の除去にはLaBr3シンチレータの周りにシンチレータを設置したホスウィッチ型の構造とした。(c)高エネルギー分解能、信号の減衰時間が短いLaBr3をシンチレータとして採用した。(d)石英光ファイバーを用いてシンチレーション光を光電子増倍管へ導く構造とした。それぞれのチャンネルに置いてエネルギースペクトルを取得することができる。
平成28年度にはシステムの高度化として、十分な遮蔽を設置することで、(d)の光ファイバーは必要ないことを確認することができた。また、シンチレータのサイズを光電子増倍管の光電面よりも小さいサイズにすることで、LaBr3シンチレータを用いて511keVのガンマ線をエネルギー分解能4%で測定できることを確認することができた。ホウ素からの即発ガンマ線478keVを511keVと弁別して二次元で測定できることを確認し、検出器を回転させることで、3次元の画像を取得可能なシステムを構築することができた。今後は本システムを臨床研究に適応する予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Comparison of the pharmacokinetics between L-BPA and L-FBPA using the same administration dose and protocol: a validation study for the theranostic approach using [18F]-L-FBPA positron emission tomography in boron neutron capture therapy2016

    • Author(s)
      T. Watanabe, Y. Hattori, Y. Ohta, M. Ishimura, Y. Nakagawa, Y. Sanada, H. Tanaka, S. Fukutani, S.-I. Masunaga, M. Hiraoka, K. Ono, M. Suzuki, and M. Kirihata
    • Journal Title

      BMC Cancer

      Volume: 16 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s12885-016-2913-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Real time measurement of 10-boron concentration in the liver using gamma-telescope2016

    • Author(s)
      M. Suzuki,Y.Sakurai,H.Tanaka,T.Takata,T.Watanabe,N.Kondo,S.Masunaga,Y.Kinashi,A.Maruhashi,K.Ono
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第29回学術大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-11-25 – 2016-11-27
  • [Presentation] Design and Feasibility of a Gamma-Ray Detection System for Three Dimensional Patient Dose Imaging2016

    • Author(s)
      K. Akabori, K. Taki, Y. Aoki, T. Mitsumoto, S. Yajima, H. Tanaka
    • Organizer
      the 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
    • Place of Presentation
      Missiuri,USA
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Clinical results of reactor-based BNCT using BPA for the patients with recurrent malignant glioma2016

    • Author(s)
      S. Kawabata, R. Hiramatsu, K. Takeuchi, H. Shiba, Y. Matsushita, T.Kuroiwa, H. Tanaka, Y. Sakurai, M. Suzuki, K. Ono, S.-I. Miyatake
    • Organizer
      the 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
    • Place of Presentation
      Missiuri,USA
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a real-time prompt gamma-ray imaging system using GAGG:Ce or SrI2:Eu scintillator array for BNCT2016

    • Author(s)
      H.Tanaka, Y. Sakurai, T. Takata, T. Watanabe, M. Suzuki, K. Akabori, S. Kawabata, S. Masunaga, N. Kondo, K. Ono, A. Maruhashi
    • Organizer
      the 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
    • Place of Presentation
      Missiuri,USA
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] BNCTのためのシンチレータアレイを用いた即発ガンマ線検出器の開発2016

    • Author(s)
      田中浩基、櫻井良憲、高田卓志、鈴木実、 増永慎一郎、赤堀清崇、丸橋晃、小野公二
    • Organizer
      第112回日本医学物理学会学術大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-09-08 – 2016-09-10
  • [Presentation] 最近のBNCTの物理・技術的動向について2016

    • Author(s)
      田中浩基
    • Organizer
      2016年医学物理講習会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-09-08
    • Invited
  • [Presentation] SrI2(Eu)シンチレータを用いた即発ガンマ線検出器の開発2016

    • Author(s)
      田中浩基、櫻井良憲、高田卓志、渡邉翼、鈴木実、増永慎一郎、川端信司、赤堀清崇、丸橋晃、小野公二、
    • Organizer
      第13回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-08-06 – 2016-08-07
  • [Presentation] BNCTのための リアルタイム線量評価システムの開発2016

    • Author(s)
      田中浩基、櫻井良憲、高田卓志、鈴木実、 増永慎一郎、渡邉翼、近藤夏子、赤堀清崇 丸橋晃、小野公二
    • Organizer
      第54回日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会
    • Place of Presentation
      I-siteなんば(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2016-07-15 – 2016-07-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法用ガンマ線検出器2017

    • Inventor(s)
      赤堀清崇、田中浩基
    • Industrial Property Rights Holder
      赤堀清崇、田中浩基
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2017-066025(学内番号5739)
    • Filing Date
      2017-03-29

URL: 

Published: 2018-01-16  

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