| 研究課題/領域番号 |
23K17895
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
村田 勲 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30273600)
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| 研究分担者 |
玉置 真悟 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10823396)
日下 祐江 大阪大学, 大学院工学研究科, 技術職員 (30781314)
佐藤 文信 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40332746)
加藤 逸郎 大阪大学, 大学院歯学研究科, 招へい教員 (60314390)
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| 研究期間 (年度) |
2023-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2025年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | BNCT / 深部照射 / 多門照射 / Current/Flux比 / 照射プロトコル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は、高いがん治療効果を有するが、深部に存在するがんの治療ができない。本研究では「熱外中性子」というBNCTに使用する特殊な中性子の人体内の輸送を3つの物理指標に分割し、検討を加えることで、総合的性能として深部照射の実現を目指す。具体的には以下について検討する。
(1)複数の方向から照射する多門照射の実現
(2)中性子エネルギースペクトルの最適化
(3)中性子の入射方向の指標となるCurrent/Flux比の向上
これらの物理的挙動を調べ、深部の線量を表層付近の正常細胞の被ばく量を増やさないように増やすことができるかどうか検討し、深部治療の中性子照射プロトコルを提案する。
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| 研究実績の概要 |
BNCTは、腫瘍細胞に予めホウ素を蓄積させておき、中性子を照射することで10B(n,α)7Li反応を誘起し、生成するα線と7Li粒子により腫瘍細胞を破壊する治療法である。α粒子と7Li粒子の飛程が細胞の大きさ程度であるため、腫瘍細胞にのみホウ素が蓄積されていたら、その腫瘍細胞のみを死滅させ、隣の正常細胞を傷つけない。BNCTは非常に効き目が高い治療法であるが、ほぼ唯一の欠点は、深部の治療ができないことである。これは、中性子が深部に届かないためであり、その深さは、最も良く効く深さが2～3㎝で、6～7㎝深さが治療の限界であることが知られている。つまり、多くの医師が最も治療したいと考える、難治性深部がん（すい臓がんや肝臓がん）に適用でない状況である。このような深部（10㎝あるいはそれを超える深さ）に位置する腫瘍を治療できた時、BNCTは、最も治療効
果の高いがん治療法に成り得る。本研究では、BNCTによる深部治療の方法(工学的アプローチ)について検討し、がん治療の未来に資することを目的とする。
これまで、物理的な特性値である、中性子エネルギー、ビーム半径、カレントフラックス比について、頭部ファントムをモデル化した上で、MCNPにより輸送計算を行い、線量評価を行ってきた。頭部の正常細胞線量と腫瘍細胞線量を計算で求め詳細な検討を進めた結果、それぞれの指標について治療効果に影響を与える条件が概ね明らかにできた。この結果から深部までの治療の見込みがあることも明らかになった。また、並行して、本計算システムの評価値が正しいかどうかを青森県量子科学センターにおいて実験で検証する作業を進めた。現在、結果を解析中である。また、深部腫瘍の治療のための照射プロトコルの作成のため、遺伝的アルゴリズムにより、条件の絞り込みを行い、実施可能な手続きを明らかにする研究を行っている。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
線量評価システムについては、ほぼ完成し、その検証実験も終えた。結果は概ね良好なため、最終的な照射プロトコルの開発のための計算準備を進めている。これは遺伝的アルゴリズムで行うが、着目する物理指標の決定のための感度解析を進めているところである。今年度である程度の結果を出すことができると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究により、線量解析システムは完成し、実験的な検証もほぼ終えた状態である。今後は、KURでの追加実験を行う予定であり、その後、深部照射の実現に向けた照射プロトコルの検討を進める。これには、遺伝的アルゴリズムを使う予定である。現在は、そのための感度解析の準備をしている。これにより、遺伝的アルゴリズムで着目する物理量を決定し、深部照射の可能性を調べる。その結果、まずは、最短で（最も労力が少なく事実限）できるプロトコルを構築し、その後、最適化を目指す。それも遺伝的アルゴリズムで行う予定である。なお、その後の検証実験は、科研費の計画に含まれてはいないが、名大のBNCT施設で実施することを考えている。
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