2016 Fiscal Year Research-status Report
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26860395
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
想田 光 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (30523162)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 重粒子線治療 / スキャニング照射 / ヒステリシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年までの研究によって、可変スポットサイズ照射を安定に行うためにはビームサイズ変動、ビーム位置変動をこれまで以上に抑制する必要があることがわかったため、横方向高周波電場(RF knock out)によるビーム取り出し手法を改良し、信号回路にRFスイッチを追加してビームの漏れを抑制するとともに取り出されたビームのリップルを改善した。また、パラメータの補間により複数のエネルギーで効率的に調整を行う手法を開発した。この手法によって作成した140MeV/u, 170MeV/uのビームはこれまで利用できた290MeV/uのビームに比べて2-3倍鋭いブラッグピークを形成するため、コリメータを用いた直径1mm程度の微小ビーム生成の実験、平均励起ポテンシャル測定のための飛程の精密測定実験などの物理実験に活用された。
また、照射中のビーム位置の変動について、運転中の各磁石の磁場の精密測定を行い、ビーム位置変動の主要因がシンクロトロン偏向電磁石の磁場が電磁石のヒステリシス(履歴効果)によって徐々に磁場が減少し、周回ビームの周回半径が大きくなっていくことに起因することを解明し、初期化パターンの変更によりこれを解消する手法を考案した。上記の改善により、高い安定性で可変スポットサイズ照射を行うための条件を整えることができた。
本研究の途中経過については、7th International Particle Accelerator Conference(IPAC'16)、第13回日本加速器学会年会、第112回日本医学物理学会、およびWorkshop of Accelerator Operation(WAO) 2016, Asian Forum for Accelerators and Detectors 2017 にて発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究前半においてビームサイズ変動、位置変動の抑制が不十分であることがわかりその対策に時間を要したため、可変スポットサイズでの照射の実施が遅れることとなった。現在、これらの課題に対する対策はほぼ完了しており、次年度の実験において照射実験の成果が得られると期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで行ったビーム位置・サイズ安定化の最終確認を行い、具体的な2次元及び3次元の可変サイズ照射計画を用いて照射実験を実施し、中心部での平坦度向上、辺縁部での線量集中性向上を実現できるか確認する。照射速度についても最適化を行い、サイズの変更順序を調整しさらなる高速化ができるかを検証する。
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| Causes of Carryover |
装置側の調整に時間を要したため、照射実験に使用する消耗品および運転業務費用が持ち越しとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初計画の最終年度予定に基づき、実験に必要な消耗品および運転業務費用に充当する。
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[Journal Article] Improvement of Scanning Irradiation in Gunma University Heavy Ion Medical Center2016
Author(s)
H. Souda, T. Fujimoto, H. Kikuchi, K. Torikai, K. Yusa, M. Tashiro, H. Shimada, A. Matsumura, Y. Kubota, S. Yamada, T. Kanai, M. Torikoshi, E. Takeshita
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Journal Title
Proceedings of IPAC2016
Volume: -
Pages: 1914-1916
Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Evolution of Carbon Ion Therapy in Japan2017
Author(s)
Hikaru Souda, Ken Yusa, Mutsumi Tashiro, Hirofumi Shimada, Akihiko Matsumura, Yoshiki Kubota, Kota Torikai, Tatsuaki Kanai, Masami Torikoshi
Organizer
Asian Forum for Accelerators and Detectors 2017
Place of Presentation
Lanzhou, China
Year and Date
2017-01-16 – 2017-01-18
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Operation Performance of a Compact Carbon Ion Treatment Accelerator2016
Author(s)
Hikaru Souda, Ken Yusa, Mutsumi Tashiro, Hirofumi Shimada, Akihiko Matsumura, Yoshiki Kubota, Eri Takeshita, Satoru Yamada, Tatsuaki Kanai, Masami Torikoshi
Organizer
Workshop of Accelerator Operations 2016
Place of Presentation
Shanghai, China
Year and Date
2016-09-18 – 2016-09-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] Improvement of Scanning Irradiation in Gunma University Heavy Ion Medical Center2016
Author(s)
H. Souda, T. Fujimoto, H. Kikuchi, K. Torikai, K. Yusa, M. Tashiro, H. Shimada, A. Matsumura, Y. Kubota, S. Yamada, T. Kanai, M. Torikoshi, E. Takeshita
Organizer
7th International Particle Accelerator Conference
Place of Presentation
Busan, Korea
Year and Date
2016-05-08 – 2016-05-13
Int'l Joint Research
