• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

コンプトンカメラによるBNCT治療効果のリアルタイム測定システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K17261
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
研究機関群馬大学

研究代表者

酒井 真理  群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (70727338)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードCompton camera / BNCT / prompt gamma-ray / AmBe / neutron / コンプトンカメラ / 中性子補足療法 / 中性子 / 放射線 / 即発γ線
研究開始時の研究の概要

[目的]ホウ素中性子補足療法(BNCT)は中性子を用いた次世代のがん治療法である。これまで開発を進めてきた医療用コンプトンカメラを応用し、BNCT用リアルタイム線量評価システムを開発する。[方法]モンテカルロシミュレーションを用いて、実際のBNCT治療場を考慮した遮蔽やデータ解析手法、画像再構成手法を開発し、臨床応用への可能性を実証する。また中性子発生装置を用いて実証実験を行う。本技術開発により、BNCTとこれまでの放射線治療との比較を容易にし、適用可否判断や治療計画の最適化に資する先進計測技術を実現する。

研究成果の概要

モンテカルロシミュレーションを用いて、BNCT反応の測定を模擬したところ、480 keVの即発γ線を測定することができた。またこのデータを用いてイメージングを行ったところ、ホウ素の位置を特定できることが確認できた。AmBe線源を用いて、熱中性子場を作成し、そこにホウ素とコンプトンカメラを設置することで測定実験を行った。設計に際してはモンテカルロシミュレーションを用いて最適化を行った。
しかし、ホウ素が無い状態でもBNCT反応による480 keVγ線が測定された。調査の結果、コンプトンカメラの断熱材にホウ素が含まれていることが判明した。そこで、ホウ素を含まない材料で断熱材を作成し、換装した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ホウ素中性子補足療法(BNCT)は中性子を用いた次世代のがん治療法である。治療中に生じる即発γ線を用いた線量評価手法が提案されているが、即発γ線はエネルギーが高く、従来のγカメラでは十分な成果が得られていない。そこで我々が医療用に開発を進めているコンプトンカメラを応用したリアルタイム線量評価システムを開発することを目的としている。本研究ではコンプトンカメラでの測定可能性を示すことができ、実測実験に向けた準備を整えることができた。

報告書

(3件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 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 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Crosstalk Reduction Using a Dual Energy Window Scatter Correction in Compton Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto、Parajuli Raj Kumar、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Yamaguchi Mitsutaka、Nagao Yuto、Kawachi Naoki、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Tashiro Mutsumi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 9 ページ: 2453-2453

    • DOI

      10.3390/s20092453

    • 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] Use of a Si/CdTe Compton Camera for In vivo Real-Time Monitoring of Annihilation Gamma Rays Generated by Carbon Ion Beam Irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Shiba S, Parajuli RK, Sakai M, Oike T, Ohno T, Nakano T.
    • 雑誌名

      Front Oncol

      巻: 19;10 ページ: 635-635

    • DOI

      10.3389/fonc.2020.00635

    • 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] Improved iterative reconstruction method for Compton imaging using median filter2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto、Parajuli Raj Kumar、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 3 ページ: e0229366-e0229366

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0229366

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Imaging of 99mTc-DMSA and 18F-FDG in humans using a Si/CdTe Compton camera2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Takashi、Sakai Makoto、Torikai Kota、Suzuki Yoshiyuki、Takeda Shin’ichiro、Noda Shin-ei、Yamaguchi Mitsutaka、Nagao Yuto、Kikuchi Mikiko、Odaka Hirokazu、Kamiya Tomihiro、Kawachi Naoki、Watanabe Shin、Arakawa Kazuo、Takahashi Tadayuki
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 65 号: 5 ページ: 05LT01-05LT01

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab33d8

    • 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
  • [学会発表] Brief measurement of high energy neutrons generated from a carbon ion beam2021

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sakai;Naoko Okano;Kei Shibuya;Takao Kanzaki;Mutsumi Tashiro;Tatsuya Ohno
    • 学会等名
      第120回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Instant coverage estimation in CIRT for lung cancer with tumor matching positioning2021

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sakai, Yoshiki Kubota, Nobuteru Kubo, Daisuke Irie, Mutsumi Tashiro, Tatsuya Ohno
    • 学会等名
      PTCOG59
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Position Dependency Analysis of Point Spread Function in Compton Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      M Sakai
    • 学会等名
      International Conference on Technology and Social Science 2020 (ICTSS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Compton Imaging with median root prior expectation-maximization (MRP-EM)2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto, Parajuli Raj Kumar Kubota Yoshiki, Kubo Nobuteru, Arakawa Kazuo
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental simulation calculation of dopamine transporter imaging with Compton camera2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sakai, Yoshiki Kubota, Nobuteru Kubo, Raj Kumar Parajuli, Mutsumi Tashiro
    • 学会等名
      International Society of Radiation Neurobiology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three Dimensional Compton Imaging using C-shaped arm2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto, Raj PARAJULI, Kikuchi Mikiko, Arakawa Kazuo, Nakano Takashi
    • 学会等名
      第117回医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Carbon Ion Radiotherapy and Medical Physics at Gunma University2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sakai
    • 学会等名
      CJUMP
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 医療用コンプトンカメラの開発

    • URL

      https://sites.google.com/a/gunma-u.ac.jp/ghmc-sakai/?pli=1

    • 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  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi