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強度変調型重粒子線治療の最適化に向けた治療計画技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K10014
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関東京女子医科大学 (2016-2018)
国立研究開発法人放射線医学総合研究所 (2015)

研究代表者

寅松 千枝  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (90421825)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード治療計画 / 粒子線治療 / ペンシルビーム / スキャニング照射 / ビーム角度 / 最適化 / ロバスト解析 / ペンシルビームスキャニング / 頭頸部
研究成果の概要

粒子線治療のスキャニング照射は粒子線(ペンシルビーム)を電磁石を用いて方向を調整し、がん病巣を塗りつぶすように照射する技術であり、頭頸部がんなど複雑な形状の腫瘍にも対応できる事がメリットとされる。一方ペンシルビームは患者体内の不均質性の影響を受けやすく、位置誤差や動きに対して線量分布が乱れ易い。本研究ではビーム経路上における体内不均質性の影響の受けやすさをパラメータ化し、不均質性による最も影響を受けにくいビーム経路を選択することで堅牢性の高い治療計画の立案方法の提案をした。10名の実患者のCT画像データを用いて検証し、本手法の効果を実証することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した強度変調型粒子線治療計画立案法は、簡易で計算時間も早く、かつ正確に最適なビーム角度を選択できる実用的な手法である。特殊な治療計画装置を必要とせず、一般的な粒子線治療施設でも簡便に取り入れることができる。
本研究の成果は、粒子線スキャンニング照射を行う施設に広く役立てられる。また、現在重要視される、呼吸同期照射やアダプティブ治療においても本研究成果が応用することができると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Beam angle selection incorporation of anatomical heterogeneities for pencil beam scanning charged-particle therapy.2016

    • 著者名/発表者名
      Toramatsu, C., Inaniwa, T
    • 雑誌名

      Physics in Medicine and Biology

      巻: 61(24) 号: 24 ページ: 8664-8675

    • DOI

      10.1088/1361-6560/61/24/8664

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Investigation of appropriate beam spot size for pencil beam scanning charged-particle therapy incorporating anatomical heterogeneities2019

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu
    • 学会等名
      The American Association of Physicists in Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beam Angle Slection incorporation of tissue heterogeneities for pencil beam scanning charged particle therapy in head and neck cancer2017

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu
    • 学会等名
      第113回 日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-04-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Beam Angle Slection incorporation of tissue heterogeneities for pencil beam scanning charged particle therapy2016

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu
    • 学会等名
      AAPM 58th Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      ワシントンD.C. (アメリカ)
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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