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粒子線治療中の2次被ばく低減に向けた中性子可視化への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 17H06298
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分補助金
研究分野 人間医工学およびその関連分野
研究機関早稲田大学

研究代表者

片岡 淳  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90334507)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード中性子イメージング / 粒子線治療 / 2次被ばく / TOF弁別 / PSD弁別 / Time-of-Flight / Time of Flight
研究成果の概要

がんの陽子線治療では、「2次被ばく」の問題が深刻化しつつある。陽子線は細く絞る段階で金属コリメータと反応し、また体内でも大量の高速中性子が発生する。これら付帯線量は、現状の治療システムでは正確に評価できず、また治療計画にも反映できていない。本研究では高速中性子の革新的イメージング法を開発し、実際の治療現場を模擬した陽子線ビームでイメージングに成功した。具体的には波形弁別型プラスチックシンチレータ2層からなるアレイ型検出器を試作し、散乱の運動学から中性子の到来方向を推定する。取得した画像からG(E)関数法を用いた線量当量推定に挑戦し、1次陽子線による付帯線量の約1/100という結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

陽子線治療は先進医療の代表であり、抗がん剤や手術よりQOL(Quality of Life)が高く社会復帰の早い治療法として近年ますます需要が高まっている。一方で、放射線治療はその性質上、正確な線量評価が不可欠である。本研究で開発した中性子可視化技術は「2次被ばく」の評価を初めて可能にし、今後の高精度治療へ向けた大きな足掛かりとなる。さらに、次世代治療として注目を集めるホウ素中性子捕獲療法(BNCT)、原発内部のエリアモニタやテロ対策に至るまで、多くの分野で迅速に中性子場を可視化するカメラの開発が切望されており、本研究の技術が確実に生かされると期待される。

報告書

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

    (11件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Development of a neutron camera to visualize direction and dose of secondary neutrons in real-time for proton therapy2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka,R.; Kataoka,J.; Tagawa,L.; Fujieda,K.; Sato,S.; Nishi,F.; Inaniwa.T.
    • 雑誌名

      IEEE MIC/NSS 2020 conf. series

      巻: ―

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of novel neutron camera to estimate secondary particle dose for safe proton therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Tagawa,L.; Kataoka,J. Sueoka,K., Fujieda.K.; Kurihara,T., Arimoto,M.; Mochizuki,S.; Maruhashi,T.; Toshito,T., Kimura,M., Inaniwa.T.
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A

      巻: 936 ページ: 31-33

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.11.090

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of novel neutron camera to estimate secondary particle dose for safe proton therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Tagawa,L.; Kataoka,J.; Sueoka,K.; Fujieda,K.; Kurihara,T.; Arimoto,M.; Mochizuki,S.; Maruhashi,T.; Toshito,T.; Kimura,M.; Inaniwa,T.
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Meth. Section A

      巻: 未定 ページ: 31-33

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.10.090

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 即発ガンマ線を用いた12C-p核反応測定法の提案と実証2020

    • 著者名/発表者名
      西 郁也、片岡 淳、田中 稜、細淵 真那、細越 裕希、稲庭 拓
    • 学会等名
      第67回応用物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 陽子線治療における二次中性子イメージングカメラの開発2019

    • 著者名/発表者名
      田中 稜、片岡 淳、藤枝 和也、佐藤 将吾、西 郁也
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] MeVガンマ線コンプトンカメラの最適化および性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      細越 裕希、片岡 淳、望月 早駆、米山 昌樹、棚田 和玖、藤枝 和也、伊藤 颯一郎、木地 浩章、西 郁也、宮本 修治
    • 学会等名
      第66回応用物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] チェレンコフ光検出型MeVガンマ線偏光計の提案と実証2019

    • 著者名/発表者名
      米山 昌樹、片岡 淳、望月 早駆、伊藤 颯一郎、木地 浩章、西 郁也、細越 裕希、 宮本 修治
    • 学会等名
      第66回応用物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of novel neutron camera to estimate secondary particle dose for safe proton therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Tagawa,L.; Kataoka,J.; Sueoka,K.; Fujieda,K.; Kurihara,T.; Arimoto,M.; Mochizuki,S.; Maruhashi,T.; Toshito,T.; Kimura,M.; Inaniwa,T.
    • 学会等名
      IEEE MIC/NSS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of new compact neutron camera for safe proton therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Tagawa,L.; Kataoka,J.; Sueoka,K.; Fujieda,K.; Kurihara,T.; Arimoto,M.; Mochizuki,S.; Maruhashi,T.; Toshito,T.; Kimura,M.; Inaniwa,T.
    • 学会等名
      14th PISA meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粒子線治療下でのイメージングに向けた中性子カメラの開発2018

    • 著者名/発表者名
      田川怜央, 片岡淳, 末岡晃紀, 藤枝和也 , 栗原拓也 , 有元誠, 望月早駆, 丸橋拓也, 歳藤利行, 木村充宏, 稲庭拓
    • 学会等名
      第 65 回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙から医療まで:放射線イメージングの最前線2018

    • 著者名/発表者名
      片岡淳
    • 学会等名
      第 65 回応用物理学会春季学術講演会・特別シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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