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LET依存性のない重粒子線の線量分布イメージング検出器の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11941
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80040:量子ビーム科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

藤原 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90552175)

研究分担者 古場 裕介  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線防護情報統合センター, 主任研究員(定常) (10583073)
三津谷 有貴  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (70784825)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード重流線 / 粒子線治療 / Glass GEM / MPGD / イメージング / 重粒子線治療 / 高LET / 粒子線 / ガス検出器 / 蛍光ガス / GEM / 陽子線治療 / ブラッグピーク / 線量計
研究成果の概要

重粒子線治療のQuality Assuranceには主に電離箱(走査型、アレイ型)を用いた線量分布測定が一般的に使用されてきたが、電離箱には測定時間、空間分解能に課題があり、線形性を維持したまま測定の効率化と高空間分解能化という2つの点で改善が求められてきた。本研究では、重粒子線の急峻な変化に追従するのに十分な空間分解能と応答速度を有しつつ、線量測定においてLET依存性がなく線形性のある線量分布測定システムの開発を目的としてガラス微細構造とガスの発光を利用したイメージング検出器を開発し、高LET放射線を高精度で、かつ、1mm以下の高い分解能で線量分布をイメージング可能な検出器を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した重粒子線検出器は従来の電離箱を用いた測定と同等の応答特性を有しつつ、10cm×10cmの領域を、1分以下の時間で線量分布の測定が可能になった。その上空間分解能が1mm以下となり、飛躍的に向上した。本成果により重粒子線治療におけるQuality Assuranceにかかる時間を大幅に短縮するとともに、次世代のスポットスキャニング治療における急峻な線量変化にも追従できるようになった。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

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

  • [雑誌論文] Thin cathode glass gas electron multiplier detector for carbon beam dose imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Riichiro、Fujiwara Takeshi、Koba Yusuke、Mitsuya Yuki、Chang Weishan、Tatsumoto Ryuta、Kawahara Shuto、Maehata Keisuke
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 58 号: 8 ページ: 933

    • DOI

      10.1080/00223131.2021.1894254

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and characterization of optical readout well-type glass gas electron multiplier for dose imaging in clinical carbon beams2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Takeshi、Koba Yusuke、Mitsuya Yuki、Nakamura Riichiro、Tatsumoto Ryuta、Kawahara Shuto、Maehata Keisuke、Yamaguchi Hidetoshi、Chang Weishan、Matsufuji Naruhiro、Takahashi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 82 ページ: 72

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2021.01.068

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Demonstration of soft X-ray 3D scanning and modeling with a glass gas electron multiplier2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara T.、Mitsuya Y.、Fushie T.、Aoki T.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 14 号: 11 ページ: P11022-P11022

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/11/p11022

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Glass GEM を用いた重粒子線ビームの線量分布イメージングと密封チャンバの検討2020

    • 著者名/発表者名
      藤原健、古場祐介、三津谷有貴、川原 秀斗、中村 吏一朗、辰本 隆太、前畑 京介
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Well 型Glass GEM を用いた重粒子線ビームの動的イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      藤原健、古場祐介、三津谷有貴、川原 秀斗、中村 吏一朗、辰本 隆太、前畑 京介
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 気体を用いた重粒子線用検出器の研究2020

    • 著者名/発表者名
      藤原健
    • 学会等名
      応用物理学会学次世代放射線シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シンチレーション検出器を用いた重粒子線リアルタイム飛跡撮像2020

    • 著者名/発表者名
      辰本 隆太、藤原 健、古場 裕介、三津谷 有貴、前畑 京介、中村 吏一朗、川原 秀斗
    • 学会等名
      応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Well型Glass GEMを用いた重粒子線ビームの動的イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      藤原 健、古場 裕介、三津谷 有貴、前畑 京介、中村 吏一朗、辰本隆太、川原 秀斗
    • 学会等名
      応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Glass GEMを用いたα線の単イベントイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      藤原 健、古場 裕介、三津谷 有貴、前畑 京介、中村 吏一朗、川原 秀斗
    • 学会等名
      応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Glass GEMシンチレーション発光による炭素ビームの深度線量分布測定2019

    • 著者名/発表者名
      辰本 隆太、藤原 健、古場 裕介、三津谷 有貴、前畑 京介、中村 吏一朗、川原 秀斗
    • 学会等名
      応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultra Linear and High Speed Dose Imager for Hardon-therapy Based on Gas Scintillation Detector2019

    • 著者名/発表者名
      藤原 健、古場 裕介、三津谷 有貴、辰本 隆太、前畑 京介、中村 吏一朗、川原 秀斗
    • 学会等名
      IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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