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2021 年度 実施状況報告書

BNCTの革新的照射法(強度変調ホウ素中性子捕捉療法)の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K15793
研究機関大阪医科薬科大学

研究代表者

呼 尚徳  大阪医科薬科大学, 医学部, 特別職務担当教員(助教) (90846908)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードBNCT / Neutron filter / Thermal neutron / Monte Carlo simulation
研究実績の概要

中性子フィルターの材質と形状を検討するために必要なシミュレーション用計算機を購入した。この計算機に放射線の挙動を核反応モデルや核データなどを用いて模擬するモンテカルロ計算コードPHITSのソフトウェアをインストールした。インストール後、当センターに設置してある中性子加速器線源(NeuCure BNCT system)のビームモデルを作成し、モデルの確認のため、水ファントム中の熱中性子束とガンマ線線量率の分布を測定した。実測データとシミュレーション計算のデータを比較し、良好に一致したことを確認した。これらの結果をまとめて、英国ジャーナル Radiation Oncologyに投稿した。
中性子加速器線源のモデルの確認後、中性子フィルターの材質と形状の検討を行った。中性子出口(コリメータ径)にフィルター(円盤型のリチウム)を模擬して、厚さやリチウムの含有量などを調整し、最適なフィルターを評価した。評価項目は、熱中性子束のピーク値(2.5cm)と深部(8cm)の比(治療可能な深さ)、正常脳の線量が10Gy-eqに到達する時間(治療時間)と表面の線量(皮膚線量)であった。治療時間を1時間以内に抑える観点から、フィルターの厚さを5㎜に設定した。5mmのフィルターを用いることによって、深部線量を25%増大することが可能となった。計算で求めた最適なフィルターを作成し、加速器中性子源を用いて実測を行った。計算と実測値が一致したのを確認して、人体を模擬したファントムを用いてシミュレーション計算を行った。これらの結果をまとめて、米国ジャーナルMedical Physicsに投稿した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

計画以上研究は進んでいる。フィルターの最適な形状を検討して、更に照射実験も済んでいる。論文も投稿済みである。

今後の研究の推進方策

今後はフィルターを異なる照射条件で計算を行い、更に線量分布の改善を目標とする。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Evaluation of a treatment planning system developed for clinical boron neutron capture therapy and validation against an independent Monte Carlo dose calculation system2021

    • 著者名/発表者名
      Hu Naonori、Tanaka Hiroki、Kakino Ryo、Yoshikawa Syuushi、Miyao Mamoru、Akita Kazuhiko、Isohashi Kayako、Aihara Teruhito、Nihei Keiji、Ono Koji
    • 雑誌名

      Radiation Oncology

      巻: 16 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s13014-021-01968-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Design, verification, and application of a filtration system to improve the dose distribution of an accelerator-based neutron capture therapy system2022

    • 著者名/発表者名
      Naonori Hu, Hiroki Tanaka, Ryo Kakino, Syuushi Yoshikawa, Mamoru Miyao, Kazuhiko Akita, Kayako Isohashi, Teruhito Aihara, Keiji Nihei, Koji Ono
    • 学会等名
      第123回日本医学物理学会学術大会
    • 国際学会
  • [学会発表] Commissioning of a treatment planning system used for clinical BNCT and validation against an independent Monte Carlo dose calculation system2022

    • 著者名/発表者名
      Naonori Hu, Hiroki Tanaka, Ryo Kakino, Syuushi Yoshikawa, Mamoru Miyao, Kazuhiko Akita, Kayako Isohashi, Teruhito Aihara, Keiji Nihei, Koji Ono
    • 学会等名
      第123回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Design of a filtration system to improve the dose distribution for an accelerator-based BNCT2021

    • 著者名/発表者名
      Naonori Hu, Hiroki Tanaka, Koji Ono
    • 学会等名
      International Congress on Neutron Capture Therapy
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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