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2010 年度 実績報告書

中性子捕捉療法の治療計画に精密モンテカルロ評価を実現する境界面関数モデル法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20591487
研究機関筑波大学

研究代表者

熊田 博明  筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 准教授 (30354913)

研究分担者 山本 哲哉  筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 講師 (30375505)
キーワードBNCT / 治療計画 / モンテカルロ輸送計算 / アルゴリズム / 線量評価 / 粒子線治療 / シミュレーション
研究概要

現在中性子捕捉療法の線量評価としてモンテカルロ法が適用されているが、既存のモンテカルロ計算コードの特性として計算モデルを形成するボクセルの数が多くのなるほど計算時間が多くかかるという特性がある。本研究は、モンテカルロ線量計算に対して計算効率を向上させて計算時間の短縮化を行い、モンテカルロ法の高精度線量評価をより実用レベルで臨床研究に適用することを目的としている。
平成22年度は、前年度までに策定した新しいモデリングアルゴリズムを実際の治療計画システム:JCDSに組み合わせてアルゴリズムの検証を実施した。医療画像を基に作成した円筒水ファントム及び人体(頭部)の計算モデルに対して、従来のボクセルモデリング法と開発したモデリング手法:マルチステップ・ラティス・ボクセル法を用いてそれぞれの計算モデルを作成し、計算精度と計算時間を比較した。円筒水ファントムモデルでの評価では、従来のモデリング方法に対して、計算時間を約半分に短縮し、且つ、同等の計算精度を担保できることを確認した。これを踏まえ、開発したアルゴリズムの特許出願を行った:「特願2010-232524」(マルチステップ・ラティス・ボクセル法)(出願日:2010/10/15)。また本研究成果を中性子捕捉療法の国際学会(14^<th> International Congress on Neutron Capture Therapy)やモンテカルロ国際学会(SNA+MC2010)及び国内の関連学会で発表を行った。さらに「Applied Radiation and Isotopes」等に論文投稿を行い、受理された。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Multistep Lattice-Voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlotreatment planning with pixel based voxel model2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kumada, K.Saito, T.Nakamura, T.Sakae, H.Sakurai, K.Ono, A.Matsumura
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: In press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the Efficient Modeling Method with Complicated Human Geometry for Monte-Carlo Treatment Planning System2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kumada, K.Saito, T.Sakae, A.Matsumura, T.Nakamura, K.Ono
    • 雑誌名

      Progress in Nuclear Science and Technology

      巻: In press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multistep Lattice-Voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlotreatment planning with pixel based voxel model2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kumada, K.Saito, T.Nakamura, T.Sakae, H.Sakurai, K.Ono, A.Matsumura
    • 雑誌名

      New Challenges in Neutron Capture Therapy 2010

      ページ: 238-241

  • [雑誌論文] Development of the Efficient Modeling Method with Complicated Human Geometry for Monte-Carlo Treatment Planning System2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kumada, K.Saito, T.Sakae, A.Matsumura, T.Nakamura, K.Ono
    • 雑誌名

      Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlozoio

  • [雑誌論文] Evaluation of SERA and JCDS dose Determination Methods and Comparison to Reaction Rate Measurement in Phantom2010

    • 著者名/発表者名
      H.Koivunoro, H.Kumada, T.Seppala, T.Seren, et al.
    • 雑誌名

      New Challenges in Neutron Capture Therapy 2010

      ページ: 250-253

  • [雑誌論文] The status of Tsukuba BNCT trial : BPA-based boron neutron capture therapy combined with X-ray irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T, Nakai K, Nariai T, Kumada H, Matsumura A, et al.
    • 雑誌名

      New Challenges in Neutron Capture Therapy 2010

      ページ: 7-8

  • [学会発表] 粒子線治療のモンテカルロ線量評価を高速化する新しいボクセルモデリング手法2011

    • 著者名/発表者名
      熊田博明、松村明、中村剛実、小野公二、櫻井良憲
    • 学会等名
      日本原子力学会2011年春の年会
    • 発表場所
      福井大学(福井)
    • 年月日
      2011-03-30
  • [学会発表] 先進的粒子線治療における線量評価技術2011

    • 著者名/発表者名
      熊田博明
    • 学会等名
      公開シンポジウム「がん放射線治療の基礎と臨床をつなぐ」
    • 発表場所
      茨城大学(茨城)
    • 年月日
      2011-02-05
  • [学会発表] Multistep Lattice-Voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlotreatment planning with pixel based voxel model2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kumada, K.Saito, T.Nakamura, T.Sakae, H.Sakurai, K.Ono, A.Matsumura
    • 学会等名
      17^<th> International Congress on Neutron Capture Therapy
    • 発表場所
      ブエノスアイ.レス/アルゼンチン
    • 年月日
      2010-10-29
  • [学会発表] Development of the Efficient Modeling Method with Complicated Human Geometry for Monte-Carlo Treatment Planning System2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kumada, K.Saito, T.Sakae, A.Matsumura, T.Nakamura, K.Ono
    • 学会等名
      Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2010
    • 発表場所
      一ツ橋メモリアルホール(東京)
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] モンテカルロ線量評価の高精度化と高速化を可能にするマルチステップ・ラティス・ボクセル法2010

    • 著者名/発表者名
      熊田博明
    • 学会等名
      第7回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 発表場所
      学習院大学(東京)
    • 年月日
      2010-08-05
  • [産業財産権] マルチステップ・ラティス・ボクセル法2010

    • 発明者名
      熊田博明
    • 権利者名
      筑波大学
    • 産業財産権番号
      特願2010-232524
    • 出願年月日
      2010-10-15

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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