| 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 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024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、多数の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、ペンシルビームの位置、照射線量の誤差が線量分布に影響を与え、重大な結果を引き起こす可能性もあることから、各患者に対する治療計画の線量品質保証（QA）として3次元での線量分布の検証を行うことが必要であるとされているが、ほとんど行われていない。
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。この方法は本研究課題中に完成し、論文は既に投稿しており、受理されている。この方法は、炭素線治療では世界初であり、先駆的な研究と言える。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ため、結果の分析を行う予定である。
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、検証するために大型モニタを使って測定を行ったが、ノイズが大きく、エネルギーを識別できるところまで至っていない。現在、より効率よくノイズを除去する方法などを模索中である。また、他の方法として、ビームのシンクロトロンの周回回数によって速度、すなわちエネルギーを判別できるかどうかを検討中である。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
3次元での線量分布を検証することに関しては、論文も受理され、順調に進んだ。特に、炭素線治療で世界に先駆けて本方法を開発し、臨床にまで適用できたことは大きな進展である。
一方で、ビーム方向の飛程を規定するエネルギーに関しては、実際の値がログデータには残らず、識別番号のみが記載されているだけであり、その検証も行う必要がある。現在までに大型モニタ線量計を使用して測定を行ったが、想定以上にノイズが大きく、エネルギーを識別できるところまで至っていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究において3次元ガンマ解析におけるクライテリア、合格ラインを決めたが、これまでの結果のデータを集め、クライテリア、合格ラインを再検討する必要があるかどうかを調べる。また、ログデータを使用した線量分布の計算に長い時間がかかることもあるため、計算を簡略化する方法についても検討し、ソフトウェアに組み込んでいく。
エネルギーを検証する方法に関して、現在進めているやり方で、より効率よくノイズを除去する方法などを模索していく。また、他の方法として、ビームのシンクロトロンの周回回数によって速度、すなわちエネルギーを判別できるかどうかを検討する。
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