| Project/Area Number |
24K02389
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
松浦 妙子 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90590266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 直樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00552879)
打浪 雄介 北海道大学, 医学研究院, 助教 (00880543)
高尾 聖心 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10614216)
陳 叶 北海道大学, 工学研究院, 助教 (20833073)
橋本 孝之 北海道大学, 医学研究院, 教授 (60400678)
栗山 靖敏 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (60423125)
加藤 徳雄 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (80572495)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2027: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2026: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 陽子線治療 / MR画像誘導 / 画像誘導放射線治療 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究ではMR画像誘導陽子線治療に必須の基盤要素技術として，以下の３つの研究開発に取り組む．
１）MR磁場下での陽子線軌道湾曲の影響を抑えて非磁場下と同等の線量分布を実現するための照射ノズル構造を検討する．
２）陽子線治療計画において磁場による陽子軌道分解に起因するスポット配置の不規則化や飛程補償マージンの非自明化を解決する技術を開発する．
３）MR磁場下で使用可能な陽子線飛程計測装置を検討し，装置設置起因の画像歪み評価を行う．
これらの技術を，MR画像誘導X線治療研究で開発の進む高速画像撮影技術や腫瘍追跡技術の進展と合わせて開発することで，次世代の高精度陽子線治療の実現につなげることを目標にする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
がんの陽子線治療は，陽子線が飛程位置に形成する線量ピークを利用した治療法であり，X線治療では根治困難であった大型肝がんなどにおける治療成績向上に寄与してきた．一方で，照射中に動きのある腫瘍（肝がん，膵がんなど）に対して，現行の治療法では照射中のX線透視による位置確認のために腫瘍近傍へのマーカ留置が必要であり，患者に負担を強いてきた．加えて，消化管近接部位の治療においては，消化管の時々刻々の形状変化をマーカで追従しきれないため，腫瘍への根治線量投与が困難であり，十分な治癒率を達成できていない．本研究課題では，非侵襲かつ消化管近接部位でも根治可能な陽子線治療の実現に向けて，MRI搭載型陽子照射装置の検討を行い，治療計画，飛程位置検証の各側面から基盤技術開発を行うことで，がん治療に資することを目標にする．
本年度は基本的な装置構成検討に関する論文を投稿し，採択された．一方で，現在までの設計では，陽子線軌道に対する漏洩磁場の影響は無視できず，ビームが湾曲して患者に入射するため，治療計画プロセスが複雑化することが課題である．例えば，通常の陽子線治療計画では患者CT上で危険臓器と腫瘍との位置関係を確認し，危険臓器とビーム軌道の重なりを回避できるビーム角度を選択するが，この直感的な判断はビーム軌道湾曲のために困難になる．そこで本年度は，照射ノズル軸を従来の軸から回転させることでビーム軌道を可能な限り従来と同様の垂直入射に近付ける工夫を検討しており，シミュレーション上では目途が立った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
装置設計の改善検討については順調に進んだものの，設計の基礎検討に関する論文の採択に想定以上の時間を要してしまったため，磁場下の飛程計測法の開発（磁場対応センサのモックアップ製作と評価）に遅れが生じてしまった．
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| Strategy for Future Research Activity |
R7年度中に装置設計の改善についてのシミュレーション結果をまとめ，国際学会での発表を目指す予定である．治療計画手法の開発については，患者ジオメトリを用いた初期検討についての論文を投稿しており，今年度中の採択を目指す予定である．これらを進めつつ，R8年度までに磁場下の飛程計測法についての遅れを取り戻す予定である．
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