| 研究課題/領域番号 |
19K17126
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分52040:放射線科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2021-2023)
北海道大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
田中 創大 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, 主任研究員 (00826092)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 陽子線治療 / 陽子線CT / スキャニングビーム / 炭素線治療 / 粒子線CT画像 / 陽子線透過画像 / 陽子線CT画像 / モンテカルロシミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スキャニングビームを活用したイメージング手法を開発し、シンプルな検出システムを用いた臨床に必要な精度のスキャニング陽子線CT画像取得法を確立する。モンテカルロシミュレーションと実験により画像取得法を検討・改善し、空間分解能1 mm・画素値分解能1%を目指す。さらに、構築した陽子線CTイメージングにより実現される陽子線治療の線量集中性が向上することを定量的に示す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、これまでのブロードビームを用いた陽子線CT画像より高い画質を得るために、スキャニング陽子線ビームを用いた陽子線CTイメージングシステムの開発を行った。そのために、モンテカルロシミュレーションおよび実証実験を行いながら、スキャニングビームを用いたときの障壁である2次元一様照射分布の再現性を解決する方法を提案し、スキャニングビームで問題となる動く対象のためのゲーティング陽子線イメージング法を開発し、陽子線CT画像における画質改善のためのベイジアン畳み込みニューラルネットワークを用いた画像補正法を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
陽子線治療の高精度化を実現するための陽子線CTが臨床利用されるためには、空間分解能、画素値精度、撮影時間、現実的に病院に設置可能な簡易さ、等の様々な条件をクリアする必要があり、まだ実現されていない。我々の研究グループでは短い撮影時間で撮影可能かつシンプルな検出システムを用いて、空間分解能や画素値精度を臨床利用可能なレベルにもっていくための研究開発を行っている。その1ステップとして、スキャニングビームを用いることによる陽子線CT画像の高画質化の開発を行った。また、臨床利用を見据えて、動きのある部位の陽子線CTやAIを利用した際に生じうる問題を解決する手法を提案した。
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