| 研究課題/領域番号 |
24H00788
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
黒澤 俊介 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 特任准教授 (80613637)
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| 研究分担者 |
森本 幸司 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, チームリーダー (00332247)
佐藤 啓 山形大学, 医学部, 准教授 (20793532)
岩井 岳夫 山形大学, 医学部, 教授 (30272529)
門叶 冬樹 山形大学, 理学部, 教授 (80323161)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
47,970千円 (直接経費: 36,900千円、間接経費: 11,070千円)
2025年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2024年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
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| キーワード | 重粒子治療 / シンチレータ / 陽子線撮像 / 粒子線治療 / 二次陽子線 / 陽子線 / 炭素線 / シンチレーションファイバー / 回路 / 陽子検出 / 撮像 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
粒子線治療はがんを治療する方法の１つであり、患者への負担が他の治療法よりも小さいことが多く、近年その治療数が増えている。この治療法の信頼性を高めるためには、実際に患部に粒子線が有効に作用しているかを治療中に「確認」することが重要であるが、その技術の確立は難しい。本研究では、治療中に発生する二次陽子に注目し、この陽子で「確認」できるか調査するために、陽子を検出する装置の開発を行う。
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| 研究実績の概要 |
粒子線治療はがんを治療する放射線治療法の中の１つの方法であり、手術療法（外科手術）や化学療法（抗がん剤治療）に比べて患者の負担が少ないとされている。さらに、放射線治療法の中でも、X線などの電磁波を使う治療法よりも負担が少ない。その一方で、治療中に、治療部位ががん患部と位置が合致しているかどうかなどの情報がリアルタイムにわからい点が信頼性向上のカギであった。
そこで本事業において、シンチーレーションファイバー（SF）検出器を用いてリアルタイムに治療位置をモニタする検出器の開発に取り組んでいる。これは粒子線（炭素線）治療時に発生する二次陽子線が、炭素線治療時の治療部位（ブラッグピーク）をトレースできる可能性を利用したものである。
本年度は山形大学医学部東日本重粒子センターで照射実験を行うための準備を実施した。当センターでは、ビーム強度が大きい場合、得られる信号が重なり合って精度の良い実験が難しくなるため調整を実施し、ビーム強度を10^3particle/sec程度まで減少させることができるようになった。照射試験時のみならず実用化時においても、マシンタイムとスペースの制限があることを踏まえて、SF検出器を読み出すための専用ボードを導入し基礎特性試験を行った。そして、既存の読出しセットアップよりも大幅な小型化と導入の簡便化を図ることができた。モンテカルロシミュレーション（PHITS）によるSF検出器の評価も実施できた。
さらに、SF検出器へ将来的な搭載を目指したシンチレータ開発も実施し、発光量と組成の関係について考察を進めることができた。対象物としては結晶および非晶質の両面からの探索を行い、それぞれの発光量や育成法の最適化についても対応することができた。
以上について、研究開始の1年めであるが成果がまとまり始め、国内外の学会で発表するに至っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
これまでの研究計画ではシンチレータ開発と読出し回路制作がメインであったが、これらのすべてが順調に遂行できており、当初の予定よりも早いペースで準備ができた。加えて山形大学医学部東日本重粒子センターでのビーム調整なども進めることができた。さらに、シンチレータ開発においては光学特性の網羅的な解析ができた。以上のことから、当初計画以上に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、シンチーレーションファイバー（SF）検出器の開発を進めて、山形大学医学部東日本重粒子センターなどの照射施設での実験に向けた準備を行う。特にSFファイバーの予備機などの組み立て、SF検出器全体の小型に向けた検討、材料開発、シミュレーション研究を進める。あわせて本研究チーム内での密接な相互交流による臨床現場と検出器開発のギャップを埋めて迅速かつ有効的な検出器の実現を目指した取り組みを行う。
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