| 研究課題/領域番号 |
22K07770
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
高階 正彰 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (10392010)
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| 研究分担者 |
八木 雅史 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座助教 (40737491)
金井 達明 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (80161149)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 炭素線治療 / 3次元患者QA / スキャニング照射 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭素線治療における患者線量品質保証(QA)は現在、2次元線量分布測定を基に行われているが、これだけでは3次元線量分布全体にわたる検証を行えていることにはならない。そこで本研究では3次元分布全体を検証すべく、次の手法を開発する。
1．スキャニング照射では、照射毎に全てのスポット位置・照射量の実績値を保存している。この記録を用いて3次元線量分布を構築し、計画分布と比較する。
2．上記の照射記録にはビームエネルギーの実績値は記録されないため、治療ビーム照射時にエネルギーを測定する手法を開発し、検証をより強固なものにする。
以上の手法により現行の手法よりも迅速に、また３次元的な検証を行うことが可能となる。
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| 研究実績の概要 |
粒子線治療におけるスキャニング照射では、細いペンシルビームを重ね合わせて平坦な線量分布を形成しているため、患者線量品質保証（QA）として3次元での線量分布検証を行うことが必要である。
本研究ではこれまでに、照射ログデータとモンテカルロ計算によるペンシルビームの線量分布を用いて水中での3次元線量分布計算を行い、患者QAを3次元で行う方法を開発してきた。現在論文を執筆中であるが、査読者より論文の大幅な改訂を求められており、修正中である。本研究にて、3次元患者QAにおけるガンマ解析のクライテリアを 3%/2mm、合格ラインを90% と決めたが、適用から一年余り経ち、このクライテリアでのQA結果の傾向が定まりつつあると考えられるため、今後結果の分析を行い、クライテリアが適正かどうかを検証する。また、大きなサイズの腫瘍では計算に5、6時間かかることもあり、このままでは大型計算機が不可欠であり、効率が悪いため、現在、計算方法の簡略化や計算手法の見直しが必要であることが判明した。今後この課題にも取り組んでいく。
並行して、実際に照射されているビームのエネルギーを識別、検証するための大型モニタの設計、作成も行っている。これまでのことろ、感度の位置依存性や、サチュレーションカーブなどの基本的な特性の検証は終了している。今後は、このモニタを使用して、モニタ中のガスに付与するエネルギーから、ビームエネルギーの検証が可能であるかを調べる予定である。また、他にもエネルギーを検証する方法があるか、検討を行っていく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
ログデータを基にした照射線量分布を用いた3次元ガンマ解析に関しては順調に進み、現在のところ大きな問題もなく運用できている。
一方で、大型線量モニタを用いたビームエネルギーの検証に関しては、昨年度の故障が響き、遅れが生じている。ただし、基本特性の検証に関しては終了している。
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| 今後の研究の推進方策 |
ログデータを利用して患者QAを行うことで、労力を削減するという意味では大幅な効率化が実現したが、時間的な削減には至っていない。そこで、以下の2つの観点から時間的な効率化を図る。（１）計算の簡略化：現在、スキャニング電磁石からアイソセンター面までの軌道を、実際のものに近い斜めの軌道を取り入れて計算しているが、これを全て並行ビームで計算し、斜め軌道の結果と比較、精度を検証する。精度に問題無ければ、並行ビームを採用する。（２）線量分布の計算時に、畳み込みの手法を用いて計算する。腫瘍の大きさに寄らず、効率的に計算ができると期待できる。
また、これまでのデータをまとめ、その結果の評価や、評価基準の見直しを行う。
ビームエネルギーの検証に関しては、線量モニタを用いた方法のみならず、他の方法に関しても検討する。
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