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2017 年度 実績報告書

陽子線CT画像取得システムと体内レンジ計算精度に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H04912
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

西尾 禎治  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (40415526)

研究分担者 株木 重人  東海大学, 医学部, 講師 (00402777)
小澤 修一  広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 特任准教授 (20360521)
中村 哲志  国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医学物理士 (20638374)
阿蘇 司  富山高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (30290737)
中川 恵一  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80188896)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード医学物理学 / 粒子線治療 / 陽子線CTシステム / 陽子線体内レンジ計算精度
研究実績の概要

現在の陽子線治療では、X線CT画像のX線CT値から患者体内中の陽子線レンジ計算を実施しているが、その計算精度は3%と云われている。そのため、例えば前立腺など30cmほどのレンジが必要な陽子線治療においては10mm近くの大きなマージンを陽子線レンジに付加した治療計画が国内外の陽子線治療施設で実施されている。これでは、腫瘍位置へ正確に陽子線のブラッグピークの位置を配置した照射になっておらず、腫瘍の奥側の領域に余分な高線量を照射してしまうことになる。現在の陽子線治療は、高い線量集中性を持つ陽子線の物理特性を活かした高精度治療を実施できていない状況にある。
その問題の解決のため、陽子線CT画像取得法の研究とその計測システムを開発し、陽子線から見た場合の患者体内情報を把握することで高精度の陽子線治療を実現する。患者などの被写体を通過可能なエネルギーを持つ陽子線を利用し、陽子線の被写体入射前及び通過後の入射位置とエネルギー減衰量を観測することで陽子線を用いたCT画像の取得が可能となり、陽子線治療における患者体内中でのレンジ位置を正確に見積もることができる。
研究の最終年度である本年度の研究では、「陽子線CT画像取得システムの統合化」、「簡易型陽子線画像取得システムを用いた陽子線照射実験とデータ解析」、「陽子線CT画像を作成する画像再構成アルゴリズムの検証試験」、「陽子線CT画像を作成する画像再構成アルゴリズムの検証試験」及び「陽子線CT画像利用線量計算法と陽子線CT画像を用いた物理及び臨床的線量分布検証」を行った。統合化した陽子線CT画像取得システムを活用し、様々な種類の被写体に対する陽子線照射実験及びデータ取得と解析を行うことで、陽子線CT画像の取得と画質評価を中心に実施した。
本年度の研究及びシステム等の開発を予定通りに実施することができた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Improved Proton CT Imaging using a Bismuth Germanium Oxide Scintillator2018

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, T. Nishio, M. Tsuneda, K. Matsushita, S. Kabuki, M. Uesaka
    • 雑誌名

      Phys. Med. Biol.

      巻: 63(3) ページ: 035030

    • DOI

      10.1088/1361-6560/aaa515

    • 査読あり
  • [学会発表] 高精度放射線治療と医学物理学研究2018

    • 著者名/発表者名
      西尾禎治
    • 学会等名
      第31回静岡放射線治療研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Proton imaging system using collimator with small holes2017

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, T. Nishio, K. Matsushita, M. Tsuneda, S. Kabuki, M. Uesaka
    • 学会等名
      MCMA2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of simple proton CT system with novel MCS correction methods2017

    • 著者名/発表者名
      M. Takabe, T. Masuda, M. Arimoto, J. Kataoka, S. Tanaka, T. Nishio, T. Toshito, T. Inaniwa
    • 学会等名
      2017 IEEE NSS/MIC
    • 国際学会
  • [学会発表] シンチレータとCCDカメラを用いた線量積算型陽子線CT画像取得法の研究2017

    • 著者名/発表者名
      田中創大、西尾禎治、恒田雅人、高部美帆、増田孝充、久米恭、長谷川崇、株木重人、上坂充
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
  • [学会発表] 放射線治療・陽子線治療を支える医学物理最前線2017

    • 著者名/発表者名
      西尾禎治
    • 学会等名
      アトムサイエンスフェア講演会2017
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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