2015 Fiscal Year Research-status Report
スキャニング照射のインタープレイ効果軽減に向けたシステムの最適化
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26460719
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
神澤 聡 筑波大学, 医学医療系, 研究員 (60726727)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榮 武二 筑波大学, 医学医療系, 教授 (60162278)
照沼 利之 筑波大学, 医学医療系, 助手 (40361349)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スキャニング照射法 / インタープレイ効果 / 動体ファントム / 呼吸性移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、呼吸性移動を伴う腫瘍に対してもスキャニング照射法を実施するために、克服しなければならない線量分布の悪化（インタープレイ効果）を、臨床適用に耐え得る程度に十分に評価し、照射パラメータを最適化することを目的としている。この目的を達成する方法は、患者の体の構造と動きを模した動体ファントムを開発し、患者の呼吸性移動のデータを用いたスキャニング照射実験を行うことである。このうち、当年度までに、動体ファントムの開発・製作を行った。
開発した動体ファントムは、外見は人体の形状はしていないが、患者の体の構造と動きを要素に分解し、肝臓・肺の腫瘍治療時の自由度を最大限に再現したものである。腫瘍を模した標的の駆動システムは、電動スライダー・モーターにより、3次元並進運動＋1軸回転運動を実現した。胸腹部の体構造は、水を満たした水槽（水ファントム）の4面の壁を、それぞれ、横隔膜を模した上下方向に軸をもつ半円柱、腹側壁を模した前後方向に軸をもつ半円柱、上下方向に45°の傾斜をもつ平面、垂直な平面（45°の回転により前後方向に45°の傾斜を実現）とすることにより、その自由度を再現した。そして、水ファントムを前後1次元並進運動させることにより、横隔膜の呼吸性移動を実現した。さらに、標的前方に、2次元並進運動する肋骨や腸管ガスを模した不均質物体、および、標的までの深さを変化させる1軸並進運動するダブル・ウェッジシステムを設置した。また、呼吸同期センサー信号取得部として、上下1軸運動するステージを有する。このように、合計9軸の駆動が可能な高機能な動体ファントムを開発・製作した。
本研究の目的を達成するために、実験的手法とともに計算機シミュレーションも有用な手段であり、その基礎的研究を行い、学会発表を行った。
今後は、開発した動体ファントムにより照射実験を行い、照射パラメータの最適化を図る。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
患者の体構造と動きがもつ自由度を最大限に実現することは本研究の根幹であり、工夫が求められ、開発時間が必要であった。その結果、9軸もの動作機能を有する完成度の高い動体ファントムを開発できたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、１．患者の体の構造と動きを模した動体ファントムの開発に引き続き、２．スキャニング照射実験によるインタープレイ効果の評価、３．照射パラメータの最適化を順次進めていく。
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| Causes of Carryover |
外注した動体ファントムおよび消耗品の価格に端数が生じたため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初予定通り、消耗品費に充当する予定である
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