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2020 年度 実績報告書

炭素線治療における解剖学的変化に応じたリアルタイム照射ビーム生成法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K09056
研究機関群馬大学

研究代表者

久保田 佳樹  群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (40583076)

研究分担者 大野 達也  群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10344061)
山口 充孝  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員(定常) (10375404)
酒井 真理  群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70727338)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード炭素線治療 / adaptive / 可変ボーラス / ビームイメージング / 膵臓がん / 飛程変化
研究実績の概要

本研究はpassive照射法での炭素線治療中の患者の解剖学的な変化を検出し、その変化に応じてリアルタイムに照射ビームを変化させることを目的とする。この方法を実現するためには、体内(水中)に炭素線が通過した際に発生する制動放射を精度よく検出する技術と、その変化量に応じてpassive照射法でのビームを変化させるためのadaptive可変ボーラスを製作することが必要となる。
2020年度はadaptive可変ボーラスの設計・製作を行った。Adaptive可変ボーラスは大きさの異なる計12枚のアクリル板を3枚積み重ねて、それぞれが上下左右方向から独立に稼働させることによって、自由度の高い凹凸を作り出す機構である。最大で10cm×10cmの照射野に対して、15mmの飛程を変更することが可能である。群馬大学重粒子線医学研究センターの炭素線にて実測した結果、ボーラスの凹の中心部分では1%以下の誤差であるのに対して、周囲5mmの位置では3%を超える誤差があった。これはアクリル板の切削精度やアクリル板可動のずれから発生していると考えられる。本adaptive可変ボーラスは手動で動かす機構であるが、それぞれの板はねじ回転によって動くよう製作しているため、ねじ部分をモーター等で回転させることによって自動可動も可能である。
また、前年度までに開発したビームイメージングが2mmの飛程変化に検知成功結果をまとめた論文がJapaneses Journal of Applied Physcs誌に掲載された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件)

  • [雑誌論文] Robustness of daily dose for each beam angle and accumulated dose for inter-fractional anatomical changes in passive carbon-ion radiotherapy for pancreatic cancer: Bone matching versus tumor matching2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota Yoshiki、Okamoto Masahiko、Shiba Shintaro、Okazaki Shohei、Matsui Toshiaki、Li Yang、Itabashi Yusuke、Sakai Makoto、Kubo Nobuteru、Tsuda Kazuhisa、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Radiotherapy and Oncology

      巻: 157 ページ: 85~92

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2021.01.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of Deformable Image Registration Algorithms for Accumulating Dose in Carbon-ion Radiotherapy for Pancreatic Cancer2021

    • 著者名/発表者名
      LI YANG、KUBOTA YOSHIKI、OKAMOTO MASAHIKO、SHIBA SHINTARO、OKAZAKI SHOHEI、MATSUI TOSHIAKI、KOMATSU SHUNICHIRO、OHNO TATSUYA
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 41 ページ: 835~843

    • DOI

      10.21873/anticanres.14836

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crosstalk Reduction Using a Dual Energy Window Scatter Correction in Compton Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto、Parajuli Raj Kumar、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Yamaguchi Mitsutaka、Nagao Yuto、Kawachi Naoki、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Tashiro Mutsumi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 ページ: 2453~2453

    • DOI

      10.3390/s20092453

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of Inter-fractional Anatomical Changes on Dose Distributions in Passive Carbon-Ion Radiotherapy for Prostate Cancer: Comparison of Vertical and Horizontal Fields2020

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Ayaka、Kubota Yoshiki、Kawamura Hidemasa、Miyasaka Yuhei、Kubo Nobuteru、Sato Hiro、Abe Satoshi、Tsuda Kazuhisa、Sutou Takayuki、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Oncology

      巻: 10 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fonc.2020.01264

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Skin Dose Reduction by Layer-Stacking Irradiation in Carbon Ion Radiotherapy for Parotid Tumors2020

    • 著者名/発表者名
      Kubo Nobuteru、Kubota Yoshiki、Oike Takahiro、Kawamura Hidemasa、Sakai Makoto、Imamura Ayaka、Komatsu Shuichiro、Miyasaka Yuhei、Sato Hiro、Musha Atsushi、Okano Naoko、Shirai Katsuyuki、Saitoh Jun-ichi、Chikamatsu Kazuaki、Ohno Tatsuya
    • 雑誌名

      Frontiers in Oncology

      巻: 10 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fonc.2020.01396

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of shifts of therapeutic carbon-ion beams owing to cavities in a polyethylene target by measuring prompt X-ray images2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Mitsutaka、Yamamoto Seiichi、Kitano Maki、Kubota Yoshiki、Sakai Makoto、Akagi Takashi、Nagao Yuto、Kawachi Naoki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 ページ: 087001~087001

    • DOI

      10.35848/1347-4065/aba22a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clinical impact of Hypofractionated carbon ion radiotherapy on locally advanced hepatocellular carcinoma2020

    • 著者名/発表者名
      Shiba Shintaro、Shibuya Kei、Okamoto Masahiko、Okazaki Shohei、Komatsu Shuichiro、Kubota Yoshiki、Nakano Takashi、Ohno Tatsuya
    • 雑誌名

      Radiation Oncology

      巻: 15 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1186/s13014-020-01634-z

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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