| 研究課題/領域番号 |
17K09074
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
稲庭 拓 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 物理工学部, グループリーダー(定常) (10446536)
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| 研究分担者 |
兼松 伸幸 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 物理工学部, 次長(定常) (10221889)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 粒子線治療 / 線量計算 / 不均質物質 / 治療計画 |
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| 研究実績の概要 |
高エネルギー荷電粒子線を用いたがん治療の良し悪しは、治療計画において、粒子線により体内に付与される線量分布を精度よく予測できるかに強く依存する。本件は、粒子線がCT画像では捉えられない微細な構造をもつ不均質物質（固定具や肺組織）を通過した際に生じる線量分布の変化を調べ、これをモデル化することで、CT画像の部分容積効果に起因した線量分布の計算誤差を軽減するための汎用的なアルゴリズムの開発を目的とする。
平成29年度には、固定具材（不均質物質）を通過した際に生じる炭素線の線量分布の変化（Braggピークの拡大）を実験的に測定した。次に、不均質材通過後の粒子線線量分布の変化を記述する数学アルゴリズムを開発した。このアルゴリズムを用いることで、任意の厚さの固定具材を通過した粒子線の部線量分布を計算することが可能になった。
平成30年度には、前年度に開発した数学アルゴリズムを炭素線治療用の治療計画（線量計算）機能に組み込んだ。これにより、実際の患者例について、固定具や肺組織などの不均質物質を通過した炭素線が患者体内に付与する線量分布を予測することが可能になり、不均質物質による線量分布の変化が治療に及ぼす影響を評価できるようになった。
平成31年度（令和元年度）は、固定具（30 cm厚）下流に設置した水ファントム内に炭素線で三次元照射野を作成し、計画値と実測値を比較することで、前年度に開発した治療計画機能の有用性を確認した。次に、当該治療計画機能を用いて、固定具が患者体内での炭素線治療の線量分布に与える影響を評価した。固定具材を長距離通過する多くの症例では、炭素線が患者表面を斜入することによってBraggピークが大きく拡がるため、固定具材が患者体内の線量分布に与える影響は小さいことが確認された。
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