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フィルム型炭素線生物線量分布測定装置の開発と施設間線量相互比較への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K08013
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

兼松 伸幸  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, 次長 (10221889)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードcarbon-ion radiotherapy / high-LET radiation / biological dose / dosimetry / high LET radiation / carbon ion radiotherapy / biologial effectiveness / linear energy transfer / clinical dosimetry / 線量測定 / 生物学的効果比 / ラジオクロミックフィルム / 炭素イオン線治療 / 患者線量検証 / 粒子線治療 / 炭素イオン線 / 深部線量分布 / 逆畳み込み / 生物効果比 / 生物線量
研究開始時の研究の概要

炭素線治療に処方された生物線量を簡便に検証する測定手段は未だ確立されていないが、一次元線量計による深部線量応答に逆畳み込みという計算処理を適用することで生物線量分布を測定する可能性が提案されている。本研究の第一の目標は、この測定原理に基づく炭素線生物線量分布測定装置を試作してビーム実験でその性能を評価することである。本研究の第二の目標は、この装置を用いて炭素線治療施設間の生物線量の相互比較を実施して多施設共同臨床試験の品質保証における有用性を評価することである。

研究成果の概要

重粒子線治療では、患者体内に投与するビームの薬量を細胞殺傷効果を数値化した生物線量で処方する。これは単に投与エネルギーを数値化する吸収線量を測定するだけの市販の線量計では測定することはできない。本研究では、プロトタイプ生物線量計の設計と制作、ビーム実験による性能評価を実施した。本研究に関係する内容の原著論文5編と総説論文1編を出版 した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は複雑な最新の医療技術の普及と安全な利用を共に実現することにある。出版された論文は全て炭素イオン線治療のさらなる発展を促進するものであるが、その障害となり 得るのが臨床現場での炭素イオン線の生物学的効果比の計測技術が未確立であることであるため、これを課題とする本研究の 必要性と重要性がますます高まったと言える。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Event-by-event approach to the oxygen-effect-incorporated stochastic microdosimetric kinetic model for hypofractionated multi-ion therapy2023

    • 著者名/発表者名
      Inaniwa Taku、Kanematsu Nobuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 64 号: 4 ページ: 685-692

    • DOI

      10.1093/jrr/rrad049

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stopping-power ratio of body tissues with updated effective energies and elemental I values for treatment planning of proton therapy and ion beam therapy with helium, carbon, oxygen, and neon ions2023

    • 著者名/発表者名
      Inaniwa Taku、Weichert Emely、Masuda Takamitsu、Tanaka Sodai、Matsufuji Naruhiro、Kanematsu Nobuyuki
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 16 号: 2 ページ: 319-324

    • DOI

      10.1007/s12194-023-00721-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Algorithm for Estimation of Linear Energy Transfer in Carbon Ion Radiotherapy Plans2023

    • 著者名/発表者名
      ANAKURA MAI、KUBOTA YOSHIKI、OIKE TAKAHIRO、MATSUMURA AKIHIKO、SAKAI MAKOTO、KANEMATSU NOBUYUKI、TASHIRO MUTSUMI、OHNO TATSUYA
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 43 号: 7 ページ: 2975-2984

    • DOI

      10.21873/anticanres.16468

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon-ion beam irradiation in combination with cisplatin effectively suppresses xenografted malignant pleural mesothelioma2022

    • 著者名/発表者名
      Sai S, Yamada T, Ito K, Kanematsu N, Suzuki M, Hayashi M, Koto M
    • 雑誌名

      American Journal of Cancer Research

      巻: 12 ページ: 5657-5667

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbon‐ion radiotherapy for urological cancers2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Hitoshi、Hiroshima Yuichi、Kanematsu Nobuyuki、Inaniwa Taku、Shirai Toshiyuki、Imai Reiko、Suzuki Hiroyoshi、Akakura Koichiro、Wakatsuki Masaru、Ichikawa Tomohiko、Tsuji Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Urology

      巻: 29 号: 10 ページ: 1109-1119

    • DOI

      10.1111/iju.14950

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of dose and dose-averaged linear energy transfer on pelvic insufficiency fractures after carbon-ion radiotherapy for uterine carcinoma2022

    • 著者名/発表者名
      Mori Yasumasa、Okonogi Noriyuki、Matsumoto Shinnosuke、Furuichi Wataru、Fukahori Mai、Miyasaka Yuhei、Murata Kazutoshi、Wakatsuki Masaru、Imai Reiko、Koto Masashi、Yamada Shigeru、Ishikawa Hitoshi、Kanematsu Nobuyuki、Tsuji Hiroshi
    • 雑誌名

      Radiotherapy and Oncology

      巻: 177 ページ: 33-39

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2022.10.008

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 第121回日本医学物理学会学術大会報告2021

    • 著者名/発表者名
      兼松 伸幸
    • 雑誌名

      医学物理

      巻: 41 号: 3 ページ: 76-81

    • DOI

      10.11323/jjmp.41.3_76

    • NAID

      130008113782

    • ISSN
      1345-5354, 2186-9634
    • 年月日
      2021-09-30
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Adaptation of stochastic microdosimetric kinetic model to hypoxia for hypo-fractionated multi-ion therapy treatment planning2021

    • 著者名/発表者名
      Inaniwa Taku、Kanematsu Nobuyuki、Shinoto Makoto、Koto Masashi、Yamada Shigeru
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 66 号: 20 ページ: 205007-205007

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ac29cc

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Message from the new Editor-in-Chief2021

    • 著者名/発表者名
      Kanematsu Nobuyuki
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 14 号: 3 ページ: 212-214

    • DOI

      10.1007/s12194-021-00634-2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Treatment planning systems for ocular treatment with carbon-ion beams2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Kanematsu
    • 学会等名
      First International PTCOG Ocular Proton Therapy SYmposium 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Monte Carlo study of physical dose perturbation of carbon ion beam in water with Gold Anchor2021

    • 著者名/発表者名
      Taku Nakaji, Nobuyuki Kanematsu
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Patient-specific QA of scanning beam carbon-ion radiotherapy with rotating gantry for chroidal melanoma in clinical trial2021

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yonai, Naoy Saotome, Makoto Sakama, Nobuyuki Kanematsu
    • 学会等名
      The 59th Annual Conference of the Particle Therapy Co-Operative Group
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 基調講演 先人たちの功績とその先へー日本医学物理学会ー2021

    • 著者名/発表者名
      兼松 伸幸
    • 学会等名
      日本ラジオロジー協会 JRC2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Monte Carlo Study of Physical Dose Perturbation of Carbon Ion Beam in Water with Gold Anchor2021

    • 著者名/発表者名
      Taku Nakaji, Nobuyuki Kanematsu
    • 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
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] データ分析装置、比較表示装置、治療計画データ編集装置、線量分布測定方法、プログラムおよび線量分布測定装置2020

    • 発明者名
      兼松伸幸、稲庭拓、米内俊祐、水野秀之
    • 権利者名
      国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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