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BNCTにおける治療深度・領域を自由に変更可能な照射方法及び品質保証に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H04485
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90130:医用システム関連
研究機関京都大学

研究代表者

田中 浩基  京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70391274)

研究分担者 櫻井 良憲  京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (20273534)
川端 信司  大阪医科薬科大学, 医学部, 准教授 (20340549)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード中性子捕捉療法 / BNCT / 多門照射 / 品質保証 / 適応拡大 / 強度変調体 / ボーラス
研究開始時の研究の概要

現在サイクロトロン加速器BNCTにおける治験は脳腫瘍、頭頸部がんに限っているが、装置の増加に伴い、今後は表層がん、体幹部への照射へ適応拡大が期待される。
本研究においては治療深度・領域を自由に変更可能(オーダーメイド)な照射方法を開発することと、その品質保証方法を確立することを目的とする。表層がんに対しては新たにBNCT用ボーラス、フィルターを開発し、均一かつ表層に照射する手法を開発する。体幹部のような7cmよりも深部に対しては多門照射の最適化行うことで深部に対して均一に照射する手法について開発を行 い、加速器BNCTの適応拡大に必要となる品質保証方法を含めた基盤技術を確立する。

研究成果の概要

加速器中性子システムを用いたホウ素中性子捕捉療法用の適応拡大を目指して、治療深度・領域を自由に変更可能(オーダーメイド)な照射方法を開発し、その品質保証方法を確立した。浅い部分には変形可能な新規ゲルボーラス、30mm程度までは強度変調体による複数照射、深部に対しては多門照射が有効であることを確認した。品質保証方法として、CTデータから3Dプリンターを用いて水ファントムを作成し照射試験と治療計画によるシミュレーションとの熱中性子束の比較を行う一連のプロセスを確立し、患者品質保証方法が有効で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

加速器中性子システムを用いたホウ素中性子捕捉療法は現在、切除不能な局所進行又は局所再発の頭頸部癌のみに対して保険適応されており、他の疾患への適応拡大が望まれている。本研究において実施した治療深度・領域を自由に変更可能な照射方法の実現により、浅い部分から、深部への治療が可能であることを示すことができた。また、この照射方法の品質保証方法を確立した。電荷を持たない中性子を制御して照射できることは学術的に有意義であることを示すことができた。今後、臨床応用により、加速器ホウ素中性子捕捉療法の適応拡大が期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Development of an irradiation method for superficial tumours using a hydrogel bolus in an accelerator-based BNCT2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Akinori、Tanaka Hiroki、Takata Takushi、Tamari Yuki、Watanabe Tsubasa、Hu Naonori、Kawabata Shinji、Kudo Yoshihiro、Mitsumoto Toshinori、Sakurai Yoshinori、Suzuki Minoru
    • 雑誌名

      Biomedical Physics & Engineering Express

      巻: 8 号: 1 ページ: 015015-015015

    • DOI

      10.1088/2057-1976/ac3d73

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a dose distribution shifter to fit inside the collimator of a Boron Neutron Capture Therapy irradiation system to treat superficial tumours2021

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, H. Tanaka, S. Yoshikawa, M. Miyao, K. Akita, T. Aihara, K. Ono
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 82 ページ: 17-24

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2021.01.003

    • 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
  • [雑誌論文] Improving the spatial resolution of a pixelated LaBr3(Ce) scintillator coupled with a multi-pixel photon counter array for boron neutron capture therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Okazaki, Hiroki Tanaka, Takushi Takata, Naonori Hu, Tetsuya Mukawa, Yoshinori Sakurai, Minoru Suzuki
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A

      巻: 992 ページ: 165026-165026

    • DOI

      10.1016/j.nima.2021.165026

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristic evaluation of the thermal neutron irradiation field using a 30 MeV cyclotron accelerator for basic research on neutron capture therapy2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H, Takata T, Watanabe T, Suzuki M, Mitsumoto T, Kawabata S, Masunaga S, Kinashi Y, Sakurai Y, Maruhashi A, Ono K.
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. And Methods in Physics Research, A

      巻: 983 ページ: 164533-164533

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164533

    • 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
  • [雑誌論文] Microdosimetric quantities of an accelerator-based neutron source used for boron neutron capture therapy measured using a gas-filled proportional counter2020

    • 著者名/発表者名
      Hu Naonori、Tanaka Hiroki、Takata Takushi、Okazaki Keita、Uchida Ryohei、Sakurai Yoshinori
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 61 号: 2 ページ: 214-220

    • DOI

      10.1093/jrr/rrz101

    • NAID

      120006898190

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Study of optimal irradiation method for superficial tumors using a hydrogel bolus in cyclotron-based BNCT2021

    • 著者名/発表者名
      Akinori Sasaki、Takushi Takata、Yuki Tamari、Tsubasa Watanabe、Naonori Hu、Shinji Kawabata、Yoshihiro Kudo、 Toshinori Mitsumoto、Nishiki Matsubayashi、Yoshinori Sakurai、Minoru Suzuki、Hiroki Tanaka
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Study on the optimization method of thermal neutron flux distribution by overlapping multiple irradiation fields for superficial tumors in accelerator-based BNCT2021

    • 著者名/発表者名
      Akinori Sasaki、Takushi Takata、Naonori Hu、Nishiki Matsubayashi、Yoshinori Sakurai、Hiroki Tanaka
    • 学会等名
      19th International Congress on Neutron Capture Therapy
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加速器BNCTにおける表在性腫瘍に対する複数照射野の重ね合わせによる熱中性子フラックス分布の最適化手法に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      笹木彬礼、高田卓志、呼尚徳、櫻井良憲、松林錦、田中浩基
    • 学会等名
      第17回日本中性子捕捉療法学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 加速器BNCTシステムの要件2021

    • 著者名/発表者名
      田中浩基
    • 学会等名
      第17回日本中性子捕捉療法学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 加速器を用いたホウ素中性子捕捉療法の現状2021

    • 著者名/発表者名
      田中浩基
    • 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
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 世界初の加速器を用いたBNCT治療システムの実現2021

    • 著者名/発表者名
      田中浩基
    • 学会等名
      第29回放射線利用総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Performance test of the new bolus in BNCT using cyclotron-based epithermal neutron source and 3D printed water phantom2020

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, T. Takata, Y. Kudo, M. Suzuki, Y. Sakurai, T. Mitsumoto, H. Tanaka
    • 学会等名
      Online conference of the particle therapy co-operative group
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 京都大学複合原子力科学研究所におけるBNCT研究の現状2020

    • 著者名/発表者名
      田中浩基
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 加速器を用いたBNCT治療システムの現状2020

    • 著者名/発表者名
      田中浩基
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of new bolus for application in boron neutron capture therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Akinori Sasaki, Takushi Takata, Yoshihiro Kudo, Naonori Hu, Minoru Suzuki, Yoshinori Sakurai, Toshinori Mitsumoto, Hiroki Tanaka
    • 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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素中性子捕捉療法のためのツイン小型電離箱を用いた水ファントム中の線量分布の測定2019

    • 著者名/発表者名
      熊谷侑哉、高田卓志、赤堀清崇、鈴木実、田中浩基
    • 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] BNCTにおける3Dプリント技術を駆使した患部ファントムを用いたQAに関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      笹木彬礼、高田卓志、川端信司、宮武伸一、櫻井良憲、鈴木実、田中浩基
    • 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] 熱外中性子を用いたホウ素中性子捕捉療法におけるボーラス形状最適化の検討2019

    • 著者名/発表者名
      高田 卓志、田中 浩基、櫻井 良憲、笹木 彬礼、丸橋 晃、鈴木 実
    • 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] Measurement of dose distribution in water phantom using twin small ionization chambers for Boron Neutron Capture Therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kumagai, Takushi Takata, Keita Okazaki, Akinori Sasaki, Kiyotaka Akabori, Yoshinori Sakurai, Hiroki Tanaka
    • 学会等名
      10th Young BNCT Researchers Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of new bolus for BNCT by C-BENS -Irradiation test of 3D printed foot phantom-2019

    • 著者名/発表者名
      Akinori Sasaki, Takushi Takata, Yoshihiro Kudo, Naonori Ko, Minoru Suzuki , Yoshinori Sakurai, Toshinori Mitsumoto, Hiroki Tanaka
    • 学会等名
      10th Young BNCT Researchers Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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