Development of Helium Ion CT Image System for Particle Therapy

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本申請はクリニカルクエスチョンに基づき、これまでに解決出来なかった粒子線治療計画時における粒子飛程不確かさ問題の解決に向け、治療室の中で取得可能となる粒子線に基づくイオンCT (Ion Computed Tomography; ICT) 画像システムの新規開発である。申請者らが目指しているヘリウム(Helium)という重い粒子のICTは、軽い陽子(Proton)より物質中の散乱が少なく、重い炭素重粒子(Carbon)より物質中の原子核破砕反応の発生率も少ないため、臨床応用に耐えうる高解像度CT画像の取得に使う粒子として、最も適切であると考えられる。ヘリウムICT撮影系のシステム構築：申請者らは兵庫県立粒子線医療センターのシンクロトロン加速器により生成される150 MeV/uエネルギーのヘリウム粒子を使う。このシステムは拡大照射法であり、コーンビームの投影データを一気に収集できる。これにより撮影時間を短縮することが出来る。粒子線の照射ポートが水平方向に固定されているため、ローテーションテーブルを用いて、数度ごとに投影データを取得する。本申請では空間分解能の高い投影データを取得するため、シンチレーションとCMOSカメラを組み合わせた暗箱を作成する。シンチレーションには線エネルギー移行量(LET)に対する直線性に優れているジンクセルファイド(ZnS)を使用する。これによって線量を低いところまで正確に測定し、且つ検出器の空間分解能を0.5mm2程度にまで向上させる。