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スパイラルビームスキャニングによる次世代呼吸同期型粒子線治療技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04119
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医学物理学・放射線技術学
研究機関大阪大学

研究代表者

高階 正彰  大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (10392010)

研究分担者 福田 光宏  大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (60370467)
小泉 雅彦  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (90186594)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード粒子線治療 / スキャニング照射法 / 呼吸性移動 / 医学物理 / スキャニング照射
研究成果の概要

本研究の目的は、がんの粒子線治療のスキャニング照射において、より高度な照射法を開発することである。
腫瘍の輪郭形状を反映した渦型軌道で連続的にビームを照射する「スパイラルビームスキャニング」を用い、腫瘍の動きに合わせてスパイラル走査の中心点を移動させることで、呼吸性移動を追従する照射を目指す。ターゲットに対して均一な線量分布を形成するための簡易的な最適化手法を確立し、実際の照射試験でも制御することに成功した。このことにより呼吸性移動を追従する照射を行うための基礎ができたと言える。
また、並行して蛍光板と高速カメラを使った線量分布測定法の開発も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線治療、とりわけ粒子線治療では、いかに正確に腫瘍のみに限局して照射するかが重要であるが、スパイラルビームスキャニング照射を行えば、腫瘍輪郭に相似な形状を維持したまま高速に短時間で一筆スキャニングを行うため、輪郭をきれいになぞることができる。また、呼吸性移動を伴う腫瘍に対しては、現在では腫瘍がある一定の位置に来た時にのみ照射を行う呼吸同期照射が行われているが、スパイラルビームスキャニング照射法を用いれば腫瘍の動きを追従できるため、常に照射を行うことができ、照射時間が短縮され、患者負担は減る。本研究はその基盤となるものである。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 粒子線治療のための Spiral Beam Scanning 照射法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      原 周平、福田 光宏、高階 正彰、小泉 雅彦、神田 浩樹、依田 哲彦
    • 学会等名
      第16期日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 粒子線治療の高精度化に向けた強度変調型スパイラルビームスキャニング照射法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      原 周平,福田 光宏,小泉 雅彦,高階 正彰,神田 浩樹,依田 哲彦,山野下 莉那,佐川 友啓
    • 学会等名
      第15期日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ビームスキャニングのためのリアルタイム二次元粒子密度分布蛍光モニターの開発2017

    • 著者名/発表者名
      山野下莉那、福田光宏、小泉雅彦、高階正彰、依田哲彦、神田浩樹、中尾政夫、原周平、岸上裕加子、佐川友啓、Huiwen Koay, 安田裕介、鎌倉恵太
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 粒子線治療におけるスパイラルビームスキャニング照射法のためのビーム強度変調システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      原周平、福田光宏、小泉雅彦、高階正彰、隅田伊織、神田浩樹、依田哲彦、中尾政夫、山野下莉那、佐川友啓、Koay HuiWen, 鎌倉恵太、森田泰之
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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