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

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20591487
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線科学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 放射線医療物理学 / 中性子捕捉療法 / 治療計画 / 線量評価 / アルゴリズム / モンテカルロ / シミュレーション

研究概要

放射線治療の治療計画において、高精度な線量評価が可能な次世代の評価技術であるモンテカルロ線量評価について、人体の計算モデルに対する新しいモデリング手法:マルチステップ・ラティス・ボクセル法を開発した。この手法を用いることで計算精度を高精度化しつつ、計算速度を約2倍に高速化することが可能となった。本研究結果を踏まえ、本手法の特許を出願した。

研究成果

• [雑誌論文] Multistept Lattice Voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlo treatment planning with pixel based voxel model (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kumada, K.Saito, T.Nakamura, T.Sakae, H.Sakurai, K.Ono, A.Matsumura
  • 雑誌名: Appl. Radiat.Isot. (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 system (2011)
  • 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 (In-Press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of the multi-modal Monte-Carlo treatment planning system combined with PHITS to proton radiotherapy (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kumada, T.Sakae, K.Saito, T.Isobe, T.Hashimoto, H.Sakurai
  • 雑誌名: Progress in Nuclear Science and Technology (In-Press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multistept Lattice Voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlo treatment planning with pixel based voxel model (2010)
  • 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-Proceedings of ICNCT-14- 238-241
• [雑誌論文] Development of a new multi-modal Monte-Carlo radiotherapy planning system (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kumada, T.Nakamura, M.Komeda, A.Matsumura
  • 雑誌名: Appl. Radiat. Isot. Vol.67 ページ: 118-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Multi-Modal Monte-Carlo Radiation treatment planning system combined with PHITS (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kumada, T.Nakamura, M.Komeda, A.Matsumura
  • 雑誌名: Laser-Driven Relativistic Plasmas Applied to Science, Industry and Medicine 1153 ページ: 377-387
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boron neutron capture therapy for newly diagnosed glioblastoma (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yamamoto, K.Nakai, T.Kageji, H.Kumada, K.Endo, M.Matsuda, et al
  • 雑誌名: Radiotherapy and Oncology Vol.91 ページ: 80-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance measurement of the scintillator with optical fiber detector for boron neutron capture therapy (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Komeda, H.Kumada, M.Ishikawa, T.Nakamura, A.Matsumura, K.Yamamoto
  • 雑誌名: Appl. Radiat. Isot., Vol. 67 ページ: 254-257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of dose calculation with SERA and JCDS treatment planning systems (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Koivunoro, H.Kumada, T.Seppala, P.Kotiluoto, I.Auterinen, L.Kankaanranta, S.Savolaine
  • 雑誌名: Appl.Radiat. Isot. Vol.67 ページ: 126-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中性子捕捉療法の線量評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊田博明、山本和喜、松村明、小野公二
  • 雑誌名: 放射線 Vol.3, No.2 ページ: 117-126
  • 査読あり
• [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春の年会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2011-03-30
• [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: 東京
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Multistept Lattice Voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlo treatment planning with pixel based voxel model (2009)
  • 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: 14th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • 発表場所: ブエノスアイレス
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] Development of the efficient modeling method with complicated human geometry for Monte-Carlo treatment planning system (2009)
  • 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: 東京
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] BNCTの中性子照射技術、治療計画技術 (2009)
  • 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: 日本放射線腫瘍学会第22回学術大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Development of a new Monte-Carlo radiation treatment planning system for boron neutr on capture therapy (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kumada, T.Nakamura, A.Matsumura, K.Ono
  • 学会等名: 17th International Conference on Nuclear and Engineering
  • 発表場所: ブリュッセル
  • 年月日: 2009-07-14
• [学会発表] 新しい汎用放射線治療用モンテカルロ治療計画システムの線量評価性能の検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊田博明、中村剛実、松村明
  • 学会等名: 第97回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-04-17
• [学会発表] 線量計算にPHITS を適用した汎用モンテカルロ粒子線治療計画システムの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊田博明、中村剛実、松村明、小野公二
  • 学会等名: 春季第56回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Development of a Multi-Modal Monte-Carlo Radiation treatment planning system combined with PHITS (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kumada, T.Nakamura, M.Komeda, A.Matsumura
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Laser- Driven Relativistic Plasmas Applied to Science, Industry and Medicine
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-01-19
• [学会発表] Development of a new multi-modal Monte-Carlo radiotherapy, planning system (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Kumada, T.Nakamura, M.Komeda, A.Matsumura
  • 学会等名: 13th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • 発表場所: フィレンツェ(イタリア)
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] 中性子捕捉療法の治療計画 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊田博明
  • 学会等名: 第5回日本中性子捕捉療法学会学術大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2008-07-26
• [産業財産権] マルチステップ・ラティス・ボクセル法 (2011)
  • 発明者名: 熊田博明
  • 権利者名: 筑波大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2010-232524
  • 出願年月日: 2011-10-15