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陽子線照射による水の微弱光を用いた線量分布推定法 -チェレンコフ光との識別-

研究課題

研究課題/領域番号 18K04974
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

小森 雅孝  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (30392228)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード水の発光 / 微弱光 / チェレンコフ光 / 陽子線治療 / 線量分布推定 / QA/QC / 水の発光現象 / イメージング / 医学物理学
研究成果の概要

本研究の目的は、陽子線照射時に発生する水の微弱光とチェレンコフ光の発光量角度依存性の違いを明らかにし、微弱光とチェレンコフ光を識別することである。CCDカメラを用いて水の発光量角度依存性を測定した。照射した陽子線のエネルギーは、微弱光しか発光しない100 MeVと微弱光とチェレンコフ光の両方を発光する200 MeVを使用した。またモンテカルロシミュレーションによる発光量角度依存性の計算も行った。
実測、計算ともに微弱光はほぼ等方的に発光していた一方、チェレンコフ光は前方に強く発光していることが分かった。よって両発光現象が識別可能であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

100 MeV陽子線照射の発光量分布から微弱光はほぼ等方的に発光していることが明らかとなった。一方で、200 MeV陽子線照射の発光量分布からチェレンコフ光は前方に強く発光していることが分かった。チェレンコフ光の発光量分布は既知の物理学で計算可能である。従って微弱光とチェレンコフ光が混在する発光量分布から計算で得られたチェレンコフ光の分布を差分することで、微弱光分布のみが得られることが示唆された。これにより、微弱光分布を用いた簡便かつ高精度な線量分布推定法への応用が可能であることが分かった。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Luminescence imaging of water irradiated by protons under FLASH radiation therapy conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Yogo, Satoshi Kodaira, Tamon Kusumoto, Hisashi Kitamura, Toshiyuki Toshito, Hiromitsu Iwata, Masumi Umezawa, Masashi Yamada, Takuto Miyoshi, Masataka Komori
    • 雑誌名

      Physics in Medicine and Biology.

      巻: 68 号: 15 ページ: 15NT02-15NT02

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ace60b

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Planning strategies for robust carbon-ion scanning radiotherapy for stage I esophageal cancer: a retrospective study2023

    • 著者名/発表者名
      Suga Makito、Kusano Yohsuke、Takakusagi Yosuke、Oosawa Yukio、Minohara Shinichi、Yoshida Daisaku、Katoh Hiroyuki、Kamada Tadashi、Komori Masataka
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 64 号: 5 ページ: 816-823

    • DOI

      10.1093/jrr/rrad057

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an x-ray-opaque-marker system for quantitative phantom positioning in patient-specific quality assurance2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Suzuki, Takeshi Kamomae, Hiroshi Oguchi, Fumitaka Kawabata, Kazuma Sugita, Kuniyasu Okudaira, Masaki Mori, Shinji Abe, Masataka Komori, Mariko Kawamura, Kazuhiro Ohtakara, Yoshiyuki Itoh, Shinji Naganawa
    • 雑誌名

      Phys Med

      巻: 91 ページ: 121-130

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2021.10.017

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MEASUREMENT OF HALF-VALUE LAYER IN COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNERS USING LUMINESCENCE OF POLYETHERSULFONE RESIN BY X-RAY IRRADIATION2021

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi-Kawaura C、Maki E、Fujii K、Komori M、Imai K
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 196 号: 1-2 ページ: 26-33

    • DOI

      10.1093/rpd/ncab126

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of the angular distribution of produced light in water during high-energy proton irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Ushiba Hiroto、Komori Masataka、Kitao Yohei、Toshito Toshiyuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics

      巻: 41 Sup.1 ページ: 41-41

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Radioluminescence by synchrotron radiation with lower energy than the Cherenkov light threshold in water2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Yoshiyuki、Komori Masataka、Onoda Daichi、Nagae Takayuki、Yamamoto Seiichi
    • 雑誌名

      Journal of Physics Communications

      巻: 4 号: 7 ページ: 075002-075002

    • DOI

      10.1088/2399-6528/ab9f8d

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurements of temporal response of luminescence of water at lower energy than Cerenkov-light threshold during carbon-ion irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi、Akagi Takashi、Hirano Yoshiyuki、Komori Masataka
    • 雑誌名

      Biomedical Physics & Engineering Express

      巻: 6 号: 4 ページ: 045002-045002

    • DOI

      10.1088/2057-1976/ab8b7e

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study for angular dependences of luminescence and Cherenkov light of water for dose estimation of therapeutic proton beam2020

    • 著者名/発表者名
      Komori Masataka、Kitao Yohei、Onoda Daichi、Toshito Toshiyuki、Hirano Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics

      巻: 40 Sup.1 ページ: 65-65

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Spectrum measurement of luminescence of water by synchrotron radiation beam with lower energy than the Cerenkov-light threshold2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Yoshiyuki、Komori Masataka、Kitao Yohei、Onoda Daichi、Yamamoto Seiichi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics

      巻: 40 Sup.1 ページ: 94-94

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Imaging of fragment particles in water by nuclear spallation during carbon-ion irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Yabe Takuya、Komori Masataka、Akagi Takashi、Yamashita Tomohiro、Yamamoto Seiichi
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 64 号: 13 ページ: 13NT01-13NT01

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab2920

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] OPTIMIZATION OF AN ADDITIONAL COLLIMATOR IN A BEAM DELIVERY SYSTEM FOR REDUCTION OF THE SECONDARY NEUTRON EXPOSURE IN PASSIVE CARBON-ION THERAPY2019

    • 著者名/発表者名
      Komori Masataka、Takeuchi Akihiko、Niwa Maiko、Harada Takaomi、Oguchi Hiroshi
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 184 号: 1 ページ: 28-35

    • DOI

      10.1093/rpd/ncy182

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional (3D) dose distribution measurements of proton beam using a glass plate2019

    • 著者名/発表者名
      Horita Ryo、Yamamoto Seiichi、Yogo Katsunori、Komori Masataka、Toshito Toshiyuki
    • 雑誌名

      Biomedical Physics & Engineering Express

      巻: 5 号: 4 ページ: 045033-045033

    • DOI

      10.1088/2057-1976/ab169e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of the three-dimensional (3D) dose distribution of electron beams from medical linear accelerator (LINAC) using plastic scintillator plate2019

    • 著者名/発表者名
      Horita Ryo、Yamamoto Seiichi、Yogo Katsunori、Hirano Yoshiyuki、Okudaira Kuniyasu、Kawabata Fumitaka、Nakaya Takayoshi、Komori Masataka、Oguchi Hiroshi
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 124 ページ: 103-108

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2019.04.002

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of scintillation of float glass and application for 3D dose distribution measurements of proton beam2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi, Horita Ryo, Yogo Katsunori, Komori Masataka, Toshito Toshiyuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics

      巻: 39 Sup.3 ページ: 30-30

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Estimation and correction of Cerenkov-light in the luminescence image of water during irradiations2019

    • 著者名/発表者名
      Yabe Takuya、Hirano Yoshiyuki、Komori Masataka、Akagi Takashi、Yamamoto Seiichi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics

      巻: 39 Sup.3 ページ: 24-24

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Comparison between luminescence and dose in water during uniform-field irradiation by spot scanning proton beam2019

    • 著者名/発表者名
      Masataka Komori, Eri Sekihara, Takuya Yabe, Ryo Horita, Toshiyuki Toshito, Seiichi Yamamoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics

      巻: 39 Sup.1 ページ: 197-197

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Measurements of the propagation difference between Cherenkov-light and luminescence of water during carbon-ion beam irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kitao, Masataka Komori, Ryo Horita, Fumitaka Kawabata, Kazuma Sugita, Kuniyasu Okudaira, Hiroshi Oguchi, Seiichi Yamamoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Medical Physics

      巻: 39 Sup.1 ページ: 198-198

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水への陽子線照射時に発生するチェレンコフ光と微弱光の角度依存性のシミュレーション2023

    • 著者名/発表者名
      星野晃希, 小森雅孝, 平松夢翔, 歳藤利行
    • 学会等名
      第51回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] コリメータを用いた頭部陽子線スキャニング照射での中性子被ばく線量を評価する簡易推定モデルの作成2023

    • 著者名/発表者名
      大野聖弥, 小森雅孝, 小林勇太, 歳藤利行
    • 学会等名
      第51回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Roos型平行平板形電離箱における体積平均効果の評価2023

    • 著者名/発表者名
      矢谷朋子, 小口宏, 小林勇太, 奥平訓康, 清水秀年, 加茂前健, 小森雅孝
    • 学会等名
      第51回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Evaluating nanoparticle candidates as radiation modifiers on DNA damages for radiation therapy2023

    • 著者名/発表者名
      AOYAMA Kanako, YOGO Katsunori, KOMORI Masataka
    • 学会等名
      Nagoya-Yonsei University Research Exchange Meeting on Health Sciences
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微弱光を用いた治療用陽子線の線量分布推定 -Geant4 を用いたチェレンコフ光除去による精度向上-2022

    • 著者名/発表者名
      平松夢翔、小林勇太、星野晃希、歳藤利行、小森雅孝
    • 学会等名
      第14回中部放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of dose equivalent by secondary neutrons generated by head proton therapy2022

    • 著者名/発表者名
      KOBAYASHI Yuta, KOMORI Masataka, TOSHITO Toshiyuki
    • 学会等名
      第123回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of the angular distribution of produced light in water during high-energy proton irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Ushiba Hiroto、Komori Masataka、Kitao Yohei、Toshito Toshiyuki
    • 学会等名
      第121回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of parallax error and light refraction on estimation for dose distribution of proton beams using luminescence in water2020

    • 著者名/発表者名
      Furuo Koki、Komori Masataka、Ushiba Hiroto、Toshito Toshiyuki
    • 学会等名
      20th Asia-Oceania Congress on Medical Physics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of parallax-error effect to luminescence imaging of water for dose estimation of therapeutic proton beam2020

    • 著者名/発表者名
      Komori Masataka、Senga Ken-ichiro、Kitao Yohei、ToshitoToshiyuki
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study for angular dependences of luminescence and Cherenkov light of water for dose estimation of therapeutic proton beam2020

    • 著者名/発表者名
      Komori Masataka、Kitao Yohei、Onoda Daichi、Toshito Toshiyuki、Hirano Yoshiyuki
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Spectrum measurement of luminescence of water by synchrotron radiation beam with lower energy than the Cerenkov-light threshold2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Yoshiyuki、Komori Masataka、Kitao Yohei、Onoda Daichi、Yamamoto Seiichi
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子材料の微弱発光を利用したX線CT検査の実効エネルギー測定法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      川浦稚代、牧英里奈、藤井啓輔、小森雅孝、今井國治、池田充
    • 学会等名
      日本放射線技術学会第47回秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Discovery of scintillation of float glass and application for 3D dose distribution measurements of proton beam2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Seiichi, Horita Ryo, Yogo Katsunori, Komori Masataka, Toshito Toshiyuki
    • 学会等名
      第118回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation and correction of Cerenkov-light in the luminescence image of water during irradiations2019

    • 著者名/発表者名
      Yabe Takuya、Hirano Yoshiyuki、Komori Masataka、Akagi Takashi、Yamamoto Seiichi
    • 学会等名
      第118回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 陽子線一様照射野における水の微弱光と線量分布の比較2019

    • 著者名/発表者名
      小森雅孝, 關原恵理, 矢部卓也, 堀田遼, 歳藤利行, 山本誠一
    • 学会等名
      第117回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素線照射におけるチェレンコフ光と水の発光の伝搬の違いの評価2019

    • 著者名/発表者名
      北尾洋平, 小森雅孝, 堀田遼, 川端文隆, 杉田和真, 奥平訓康, 小口宏, 山本誠一
    • 学会等名
      第117回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 陽子線、炭素線及びネオン線照射による水の発光効率のLET依存性2018

    • 著者名/発表者名
      小森雅孝, 平野祥之, 矢部卓也, 堀田遼, 米内俊祐, 歳藤利行, 山本誠一
    • 学会等名
      日本放射線技術学会第46回秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 陽子線照射による水の発光現象においてのCCDカメラの視差誤差のない計測2018

    • 著者名/発表者名
      堀田遼, 小森雅孝, 矢部卓也, 小口宏, 山本誠一, 歳藤利行
    • 学会等名
      日本放射線技術学会第46回秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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