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陽子線治療のための患者体内3次元照射線量分布及び飛程分布計算法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13670912
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関筑波大学

研究代表者

安岡 聖  筑波大学, 基礎医学系, 講師 (50200499)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2002年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード陽子線治療 / 線量分布計算 / 飛程分布 / モンテカルロシミュレーション / 2光子事象 / GEANT / BGO / モンテカルロ シミュレーション / 二光子事象
研究概要

実際の患者治療データに基づいた治療照射シミュレーションを実施し、治療計画への実用可能性を計算時間の観点から検討し、二次散乱粒子による影響のモデル化、線量分布の関数化の可能性を検討する。患者の体構造はボクセルと呼ばれる小立方体(又は小直方体)の集合として取り扱う。シミュレーションで必要な各ボクセルの物理的性質はそれぞれの原子番号、原子質量、及び密度で、各ボクセルの有効原子番号、有効原子質量、及び有効密度は患者診断時に撮影されたCT値との関係から決定できる。CT値に対する有効原子番号、有効原子質量、及び有効密度はファントムによるデータ5)を使用して較正し、関数化した。CT装置で得られた患者のCT画像は、体軸方向に5mm幅で体をスライスした形で撮影され、各スライスは320×320個の5mm(スライス方向)×1mm×1mmボクセルで構成される。患者コリメータとボーラスと共に、患者の体構造を治療計画に示された位置にシミュレーションコード中で構築する。GEANTによる陽子線照射のモンテカルロシミュレーションに対して、1)1陽子が通過するボクセル毎に1回だけエネルギー付与値と運動学的パラメータ値を計算、2)患者ボーラス直前の位置で、リッジフィルター及び発生陽子エネルギー毎に、陽子のみの空間的及び運動学的分布をテーブルとして作成、3)一次陽子及び二次陽子による各ボクセルに付与するエネルギー計算に、拡大深部線量分布関数を使用、以上の3点を付加したモデルを開発、導入した場合、250MeV、半径7cm円の照射野横断面積、1スライス(5mm)×2mmのボクセル断面当り1%の精度、1台の計算機を使用、の条件下での患者体内線量分布の計算時間は1-2時間である。モンテカルロ計算の独立性を利用すると、n台のPCワークステーションによる並列計算は計算時間を1/nにする。クラスター化することで、容易に結果を編集し統計をn倍にできる。数台の計算機の導入で現実的な治療計画にモンテカルロ法を使用することが可能であると考える。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2002 1999

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Quality Assurance System for Determination of Center Position in X-ray and Proton Irradiation Fields using a Stainless Ball and Imaging Plates in Proton Therapy at PMRC.2002

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka K, Ishikawa S
    • 雑誌名

      Proceedings of The Third Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics and The Second Asia Oceania Congress of Medical Physics 1

      ページ: 189-191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Verification of Periodical Calibration for Iso-center Positions using Quality Assurance System for Irradiation Equipment Position Established at PMRC.2002

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka K, Ishikawa S
    • 雑誌名

      Proceedings of The Third Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics and The Second Asia Oceania Congress of Medical Physics 1

      ページ: 192-194

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quality Assurance System for Determination of Center Position in X-ray and Proton Irradiation Fields using a Stainless Ball and Imaging Plates in Proton Therapy at PMRC.2002

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka K., Ishikawa S.
    • 雑誌名

      Proceedings of The Third Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics and The Second Asia Oceani a Congress of Medical Physics

      ページ: 189-191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Verification of Periodical Calibration for Iso-center Positions using Quality Assurance System for Irradiation Equipment Position Established at PMRC.2002

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka K, Ishikawa S
    • 雑誌名

      Proceedings of The Third Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics and The Second Asia Oceani a Congress of Medical Physics 1

      ページ: 92-194

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Particle based Simulation of Proton Therapy for QA.1999

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka K
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics vol.19

      ページ: 69-72

    • NAID

      10007133546

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Particle based Simulation of Proton Therapy for QA.1999

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka K.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics Vol.19

      ページ: 69-72

    • NAID

      10007133546

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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