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4次元線量分布測定システムの開発と治療中の患者個別線量付与モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K15607
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関千葉大学 (2021-2022)
東京女子医科大学 (2018-2020)

研究代表者

恒田 雅人  千葉大学, 大学院医学研究院, 特任講師 (60800753)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード4D dosimetry / Plastic scintillator / VMAT / SBRT / patient specific QA / dose reconstruction / CCD camera / シンチレータ / 4次元線量計測 / 患者QA / MR画像誘導即時適応放射線治療 / 線量分布計測 / プラスチックシンチレータ / イメージングシステム / モンテカルロシミュレーション / 患者QA/QC / プラスチックシンチレータイメージングシステム / 4次元線量分布 / 高精度放射線治療 / 患者個別QAQC / 医学物理学 / 4次元放射線治療
研究成果の概要

プラスチックシンチレータから発生するシンチレーション光を撮影し、4次元線量分布を再構成する手法を開発した。本システムは、シンチレーションスクリーンで覆われた円柱状のプラスチックシンチレータ、円錐台形ミラー、冷却CCDカメラで構成されている。撮影された画像から、独自の再構成アルゴリズムを用いて3次元線量分布を再構成した。加えて、測定した4次元線量分布と比較検証するために、PHITSを用いた計算環境を開発した。本研究では、線量応答、線量率依存性、シンプルな放射線照射野を持つプランのガンマ解析を行った。
これらの検証結果より、本システムが4次元線量分布の測定に適していることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来より、高精度放射線治療計画は治療開始前に患者QAとして点線量計測や多次元線量分布検証が行われてきた。しかし、肺や肝臓といった呼吸性移動を伴う部位ではinterplay effectといった腫瘍へ付与される線量の不確定性が生じる問題がある。このような治療においては、同様の患者QAではなく、”腫瘍へ正確に線量付与が行えるプランであるか”を検証する必要がある。そこで、本研究で4次元線量分布計測が可能なシンチレータとCCDカメラを用いたシステムを開発し、そのパフォーマンスを検証した。
これに加えて、腫瘍の動きを模擬することで実際に腫瘍へ線量付与が可能であるか、新たな線量評価指標が構築できる。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Elekta Unity MR-linac commissioning: mechanical and dosimetry tests.2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuneda M, Abe K, Fujita Y, Ikeda Y, Furuyama Y, Uno T.
    • 雑誌名

      J Radiat Res

      巻: 64 号: 1 ページ: 73-84

    • DOI

      10.1093/jrr/rrac072

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plastic scintillation dosimeter with a conical mirror for measuring 3D dose distribution2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuneda Masato、Nishio Teiji、Ezura Takatomo、Karasawa Kumiko
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 48 号: 10 ページ: 5639-5650

    • DOI

      10.1002/mp.15164

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Elekta Unityによる強度変調放射線治療施行時のinterplay effect に起因する線量誤差の評価:ファントム検証2023

    • 著者名/発表者名
      恒田雅人、阿部幸太、藤田幸男、橋本拓磨、池田洋平、宇野隆
    • 学会等名
      第36回高精度放射線学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Delivery accuracy of VMAT on two beam-matched linacs2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Kota Abe, Yukio Fujita, Yukinao Abe, Ryo Morimoto, Takuma Hashimoto, Takashi Uno
    • 学会等名
      22nd Asia-Oceania Congress on Medical Physics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 千葉大学におけるElekta UnityのQAQC戦略 QA/QC procedure for Elekta Unity2022

    • 著者名/発表者名
      恒田雅人
    • 学会等名
      第124回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Plastic scintillation dosimeter with a conical mirror for measuring 3D dose distribution2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Teiji Nishio, Takashi Uno
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Elekta Unityにおけるoff-center Winston-Lutz試験の開発2022

    • 著者名/発表者名
      恒田雅人、阿部幸太、藤田幸男、池田洋平、古山良延、宇野隆
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Plastic scintillation dosimeter with a conical mirror for measuring 3D dose distribution2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Teiji Nishio, and Takashi Uno
    • 学会等名
      The 123rd Scientific Meeting of the Japan Society of Medical Physics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the scintillator imaging system for the measurement of the dose volume with high-sampling rate2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Teiji Nishio, Takatomo Ezura and Kumiko Karasawa
    • 学会等名
      62nd AAPM annual meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the three-dimensional dose distribution using scintillator imaging system2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Teiji Nishio, Takatomo Ezura and Kumiko Karasawa
    • 学会等名
      61st AAPM annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the scintillator imaging system for measurement of 3D dose distribution2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Teiji Nishio, Takatomo Ezura and Kumiko Karasawa
    • 学会等名
      AOCMP&EPSM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of the dosimetric impact of breathing motion on lung VMAT-SBRT delivery using a 3D motion platform and a water tank-type lung phantom2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Teiji Nishio, Takatomo Ezura, Yaichiro Hashimoto and Kumiko Karasawa
    • 学会等名
      AOCMP&EPSM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the three-dimensional dose distribution using scintillator imaging system2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Tsuneda, Teiji Nishio, Takatomo Ezura and Kumiko Karasawa
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シンチレータイメージングシステムを用いた4次元線量分布測定の基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      恒田雅人、西尾禎治、江面崇智、唐澤久美子
    • 学会等名
      第32回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Kompeito Shot System: Development of a novel verification system for 3D/4D beam alignment (2)2018

    • 著者名/発表者名
      恒田雅人、西尾禎治、齋藤明登、小澤修一、唐澤久美子、永田靖
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第31回 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: 2024-01-30  

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