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テーラーメイド型シンチレーション検出器の開発による三次元線量計測と治療効果予測

研究課題

研究課題/領域番号 19K17181
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
研究機関藤田医科大学

研究代表者

安井 啓祐  藤田医科大学, 医療科学部, 講師 (50804514)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード放射線計測 / 放射線治療 / 陽子線治療 / 治療計画 / 医学物理 / ガラス線量計 / CT再構成 / 線量計測 / 3Dプリンタ / 二次元検出器 / シンチレーション / 精度管理 / CCDカメラ
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、患者個別の形状を再現したテーラーメイド型シンチレーション検出器の作成及びそれを利用した高精度な三次元線量計測の実現である。これまでの放射線がん治療における精度検証では、患者個々の形状による影響まで加味した高精度な三次元計測は実現されておらず、高精度化・個別化が進む医療において、新たな線量検証手法が必要とされている。本研究では、医療への応用が進む三次元造形プリンタに適応した放射線感受性の造形素材を開発し、三次元造形機能を活かした患者個々の形状の再現、シンチレーション光を利用した三次元計測と計測を基にした治療効果予測システムを構築する。

研究成果の概要

本研究では、測定した線量分布を基にした治療効果予測を実現するため、3Dプリンタを用いた三次元線量計測システムを構築することを目標に検討を進めた。
3Dプリンタを用いた線量計測システムについては、放射線によるシンチレーション光を利用した検出器を作成し、米国医学物理学会にて報告した。
また三次元線量計測と治療効果予測を目指す過程において、ガラス線量計や二次元検出器の性能評価に関する研究成果や、治療計画装置を利用した研究成果を英語論文誌に発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究期間を通じ、1)ガラス線量計を用いた陽子線の応答特性の検証、2)新型のダイオード二次元検出器の基礎性能特性の評価、3)前立腺がんの陽子線治療計画の堅牢性の評価、4)新たなCT再構成アルゴリズムの陽子線治療に対する有用性の検証、を主題として5編の英語論文を公開した。英語論文としての学術的意義に加え、これらの研究成果は放射線治療の発展に寄与し社会的意義もあるものと考えている。
また本研究で目標としていた三次元計測と治療経過予測については現在も検討を続けており、上記の研究成果がその基盤となるものである。

報告書

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

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluating the usefulness of the direct density reconstruction algorithm for intensity modulated and passively scattered proton therapy: Validation using an anthropomorphic phantom2021

    • 著者名/発表者名
      Yasui Keisuke、Muramatsu Rie、Kamomae Takeshi、Toshito Toshiyuki、Kawabata Fumitaka、Hayashi Naoki
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 92 ページ: 95-101

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2021.11.008

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dosimetric characterization of a new two-dimensional diode detector array used for stereotactic radiosurgery quality assurance2021

    • 著者名/発表者名
      Yasui K.、Saito Y.、Ogawa S.、Hayashi N.
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Research

      巻: 19 号: 2 ページ: 281-289

    • DOI

      10.52547/ijrr.19.2.5

    • 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] Dosimetric effects of quality assurance-related setup errors in passive proton therapy for prostate cancer with and without a hydrogel spacer2021

    • 著者名/発表者名
      Omi Yuta、Yasui Keisuke、Shimomura Akira、Muramatsu Rie、Iwata Hiromitsu、Ogino Hiroyuki、Furukawa Akari、Hayashi Naoki
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 14 号: 3 ページ: 328-335

    • DOI

      10.1007/s12194-021-00632-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of radiophotoluminescent glass dosimeter response for therapeutic spot scanning proton beam: suggestion of linear energy transfer‐based correction2021

    • 著者名/発表者名
      Nagata Junya、Yasui Keisuke、Omachi Chihiro、Toshiyuki Toshito、Shimizu Hidetoshi、Aoyama Takahiro、Hayashi Naoki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 22 号: 8 ページ: 265-272

    • DOI

      10.1002/acm2.13378

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dosimetric response of a glass dosimeter in proton beams: LET-dependence and correction factor2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yasui , Chihiro Omachi , Junya Nagata, Toshiyuki Toshito, Hidetoshi Shimizu,Takahiro Aoyama, Naoki Hayashi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 81 ページ: 147-154

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2020.12.001

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Periodic Measurements of Passive Proton Beam Width Using Radiochromic Film in Fixed Gantry System2019

    • 著者名/発表者名
      Shimozato Tomohiro、Yasui Keisuke、Kinou Hireto、Komatsu Fumiaki
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Physics, Clinical Engineering and Radiation Oncology

      巻: 08 号: 04 ページ: 193-203

    • DOI

      10.4236/ijmpcero.2019.84017

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Feasibility study of 3D-printed scintillation detector for quality assurance2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yasui
    • 学会等名
      2020 Joint AAPM | COMP Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元プリンタを用いたシンチレーション検出器の開発2020

    • 著者名/発表者名
      安井啓祐、齊藤泰紀、寺倉万結、櫟原誠也、小川柊太、林直樹
    • 学会等名
      第36回日本診療放射線技師学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新型二次元ダイオード検出器の線量特性の検証2019

    • 著者名/発表者名
      安井啓祐、齊藤泰紀、小川柊太、林直樹
    • 学会等名
      第12回中部放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Impact of Spot Position Errors for Three Optimization Algorithms in Spot Scanning Proton Therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Y Omi, N Hayashi, A Shimomura, K Yasui, T Nakanishi
    • 学会等名
      61st AAPM Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタを用いたシンチレーション検出器作成に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      寺倉万結、安井啓祐、齊藤泰紀、小川柊太、櫟原誠也
    • 学会等名
      第12回中部放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介HP

    • URL

      http://info.fujita-hu.ac.jp/~k-yasui/news.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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