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加速器BNCT治療における総合的線量評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H03594
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

石川 正純  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (80314772)

研究分担者 小川原 亮  京都大学, 化学研究所, 助教 (00807729)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワードSOF検出器 / PQD法 / DOI-PET / BNCT / 中性子計測
研究開始時の研究の概要

加速器BNCTでは、熱外中性子を主たる成分として照射することから、異なる中性子増感物質を含むシンチレータを組み合わせたマルチプローブ型SOF検出器を開発し、熱中性子量、熱外中性子量、ガンマ線量を同時に評価できるシステムの構築を目指す。また、BNCTでは患部におけるホウ素(10B)濃度を推定するために、18F-BPA PET撮像中に血中ホウ素濃度を測定可能な腕部装着可能な小型PET装置を開発する。

研究成果の概要

熱中性子照射量をリアルタイムで測定可能なSOF検出器を改良し、異なる中性子増感物質を含むシンチレータを組み合わせることにより、熱中性子量、熱外中性子量、ガンマ線量を同時に評価することが可能な新たなSOF検出器の開発を行った。
また、血中ホウ素濃度を直接評価する方法として、18F-BPA PET撮像中に同時に血中ホウ素濃度を測定するための腕部装着可能な小型PET装置を開発を目指した。当研究室で開発したPQD法を用いたDOI検出器を新たに開発した。4層に重ねたシンチレータを用いた実測での実験において、位置敏感型光電子増倍管の任意の位置における深さ方向の弁別能が十分にあることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加速器BNCTでは、熱外中性子を主たる成分として照射することから、熱外中性子照射量をモニタできる検出器の開発が望まれている。本研究で開発を試みたマルチコア型SOF検出器では、熱外中性子量のみならず、熱中性子量、γ線量も同時に評価可能であることから、腫瘍への適切な線量投与量を把握するのみならず、正常組織への被ばく量も同時に推定可能となることから、臨床上非常に有益である。
また、本研究で開発を試みた腕部装着型PET装置では、18F-BPAを用いた PET撮像の際に腫瘍組織と正常組織の薬剤取込比率を直接評価することで、治療効果予測の精度を飛躍的に向上できると期待している。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Improvement and benchmarking of the deterministic transport calculation code CBZ to design beam shaping assembly for BNCT2022

    • 著者名/発表者名
      Go Chiba, Hikaru Handa, Masayori Ishikawa
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 190 ページ: 110465-110465

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2022.110465

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simulation-based study on water radiolysis species for 1H+, 4He2+, and 12C6+ ion beams with multiple ionization using Geant4-DNA2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Baba, Tamon Kusumoto, Shogo Okada, Masayori Ishikawa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 129 号: 24

    • DOI

      10.1063/5.0054665

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative estimation of track segment yields of water radiolysis species under heavy ions around Bragg peak energies using Geant4-DNA2021

    • 著者名/発表者名
      92.Baba K, Kusumoto T, Okada S, Ogawara R, Kodaira S, Raffy Q, Barillon R, Ludwig N, Galindo C, Peaupardin P, Ishikawa M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1524-1524

    • DOI

      10.1038/s41598-021-81215-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Feasibility study on quenching effect correction in organic scintillator for high-LET particles2022

    • 著者名/発表者名
      M. Ishikawa, K. Baba, R. Ogawara, T. Kusumoto, T. Hamano
    • 学会等名
      2022 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Peak-to-Charge-Discrimination-based Depth-of-Interaction detector for the Positron emission tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Kento Miyata, M. Ishikawa
    • 学会等名
      2022 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility study on energy-dependent neutron flux monitor using multi-core SOF detector2021

    • 著者名/発表者名
      M. Ishikawa, R. Ogawara, K. Baba, S. Ishiguri, H. Handa
    • 学会等名
      19th International Congress of Neutron Capture Therapy
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility study on optimization of beam shaping assembly for accelerator-based neutron source for BNCT using deterministic particle transport calculation code2021

    • 著者名/発表者名
      H. Handa, G. Chiba, M. Ishikawa
    • 学会等名
      19th International Congress of Neutron Capture Therapy
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SOF検出器によるエネルギー領域別中性子束モニタ開発の基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      石川 正純、馬場 健太郎、小川原 亮、清水 尚音、櫻井 良憲
    • 学会等名
      第16回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多芯型SOF検出器開発に向けた中性子エネルギー成分別照射量評価手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      馬場健太郎、飯田光、石川正純
    • 学会等名
      第16回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Scintillator with Optical Fiber (SOF)検出器と水ファントムを用いた中性子エネルギースペクトル推定手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      馬場健太郎、石川正純
    • 学会等名
      第16回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Feasibility study on energy-dependent neutron flux monitor using multi-core SOF detector2019

    • 著者名/発表者名
      M. Ishikawa, K. Baba, R. Ogawara, N. Shimizu, Y. Sakurai
    • 学会等名
      2019 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity estimation during accelerator-based BNCT treatment2019

    • 著者名/発表者名
      M. Ishikawa, H. Tanaka, H. Kumada
    • 学会等名
      5th International Symposium on the System of Radiological Protection
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 要望演題5 BNCT:マルチコアSOF検出器を用いたエネルギー領域別中性子束モニタの検討2019

    • 著者名/発表者名
      石川 正純
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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