陽子線治療における生物学的効果を考慮した線量計算モデルの研究

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23791477
• 研究機関: 静岡県立静岡がんセンター(研究所)
• 研究代表者: 加瀬 優紀 静岡県立静岡がんセンター(研究所), その他部局等, 研究員 (70455385)
• キーワード: 陽子線治療 / 生物学的効果 / Microdosimetry / 線量分布 / 拡大ブラッグピーク

研究概要

現在、陽子線治療の生物学的効果比は近似的に定数(1.1)が使われているが、将来的にはより正確に生物学的効果比の変化を考慮して治療を行うべきと考えている。今年度の目的は、陽子線治療のための最適なビーム設計の実現をめざし、物理的パラメータに基づいて生物学的効果を考慮した線量分布を計算する方法を確立することであった。まず、単一エネルギーの陽子線ビームに対して組織等価比例計数管で測定した線エネルギー(y*)分布と吸収線量分布をテーブル化した。そしてエネルギー変調したビームにおける生物学的効果と吸収線量の分布を、Modified microdosimetric kinetic modelとy*混合式を用いてモデル計算できるようにした。陽子線治療用ビームにおいてモデル計算した結果と、実際にビーム測定した結果とでは、飛程の後方を除いて良く一致することが確かめられた。このモデルを用いて、生物学的効果比を乗じた吸収線量分布を平坦にした拡大ブラッグピークを設計し、生物学的線量分布の投与線量や放射線感受性への依存性を計算した。また、ワブラー散乱体法とスキャニング照射法による生物学的効果の違いを推定することが可能になった。これらの成果は論文にまとめられており、将来、生物学的効果を考慮した最適な陽子線治療を実現する上で役立つことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Microdosimetric calculation of relative biological effectiveness for design of therapeutic proton beams (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kase, Wataru Yamashita, Naruhiro Matsufuji, Kenta Takada, Takeji Sakae, Yoshiya Furusawa, Haruo Yamashita and Shigeyuki Murayama
  • 雑誌名: Radiat. Res. 巻: Vo.54 ページ: 485-493
  • DOI: DOI:10.1093/jrr/rrs110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lineal energy-based evaluation of oxidative DNA damage induced by proton beams and X-rays (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhengshan Hong, Yuki Kase, Takashi Moritake, Ariungerel Gerelchuluun, Lue Sun, Kenshi Suzuki, Toshiyuki Terunuma, Kiyoshi Yasuoka, Hiroaki Kumada, Kazunori Anzai, Hideyuki Sakurai, Takeji Sakae and Koji Tsuboi
  • 雑誌名: Int. J. Radiat. Biol. 巻: Vol.89 ページ: 36-43
  • DOI: DOI:10.3109/09553002.2012.715791
  • 査読あり