2013 Fiscal Year Research-status Report
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25861117
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
大町 千尋 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (20588967)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 人体等価ファントム / 粒子線治療 / 3Dプリンタ |
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| Research Abstract |
本研究では線量分布測定に利用可能な人体模擬の患者専用ファントムを作成し、強度変調陽子線治療における新しい線量分布検証の手法を確立する。平成25年度はファントム素材の検証と試作ファントムの製作を中心に研究を進めた。
人体を模擬するファントムを製作するため、体内形状を再現する以外にビーム阻止能や散乱などにおいても人体組成物質に近い素材の選定が必要である。利用素材についてモンテカルロシミュレーションによる検証を行い、得られた結果と加工性の観点からアクリル樹脂と増粘多糖類を用いたゲルを採用した。骨構造については3Dプリンタを利用した石膏粉末による造形とした。
治療計画の分布検証への利用と製作時間の短縮を考え、製作領域をビーム照射野に限定した。また、治療計画におけるアイソセンタを含む平面をファントムに再現し、2次元検出器を利用した線量分布測定を可能とした。画像を加工するためのソフトウェアの開発を行い、これによりアイソセンタ位置とガントリ角度を指定することでアイソセンタから体表までを矩形に抽出することが可能である。
治療計画に用いるCT画像から抽出した画像に基づいて試作ファントムを製作した。製作した骨造形物をアクリル樹脂に封入したものとゲルを充填したものの2種類を製作しファントム内部の構造と均一性をCT撮影により確認した。骨構造については頭蓋内の微細な構造も再現されており、3Dプリンタによる造形の精度も確認した。
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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
研究計画で平成25年度に予定していた①ファントム材質の選定、②製作領域の最適化、③ファントムの作成については概ね実施することが出来た。
①材質にはアクリル樹脂とゲルを選択したが、シミュレーションによる素材の選定は引き続き行う。
②製作領域は治療部位に限局することで最適化することが出来た。測定用の加工面も再現出来ている。
③試作ファントムを作成した。体内空洞については現段階で製作手法を検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度は①ファントムの改良と②線量測定による性能検証を行う。
①ファントムの改良
体表面の造形と体内空洞の再現に改良の余地があるため、この点について研究を行う。体表面の造形については体輪郭を抽出した画像を基に製作を進める。周辺素材についてはゲルの長期安定性について検証するとともに、代替物質の可能性についても引き続き検討する。
②性能検証
2次元検出器と電離箱測定器による線量測定を実施し、治療計画から得られる分布と比較することで体内構造の再現性について評価を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
計画当初に予定していたファントム製作について、製作業務の委託内容を分割し、製作業者を変更することで、製作コストを大幅に削減することが出来たため。
備品の購入について、計算機等性能の向上が見込まれる備品については研究の進捗に合わせて一部備品の購入を先送りしたため。
削減できた製作コスト分については予算内での製作が難しいと想定していた線量測定用の治具の製作と追加のファントム作成に充てる。
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