In vivo imaging of light induced by the radiation beam for in high-dose-rate radiation therapy

がん放射線治療は高齢化が進むわが国で有効な治療法である。治療では放射線を当てるべき腫瘍と避けるべき正常組織が混在しており、どこにどれだけ当てるかが治療成否のカギとなる。したがって、治療中の放射線が患者にどれだけ当たっているか、つまり照射線量の分布を可視化し、即時に確認する方法があれば有用である。研究代表者は、10Gy/min 程度の高い線量率の治療用γ線を水に照射した際に生じるチェレンコフ光は発光が強く、線量分布の観測が可能なことを示した。この発光を治療中に観測するためには、1)体内の発光が微弱であること、2)人体は”濁り水”であり、散乱が主体となって減弱することを解決する必要がある。その第一歩として、本研究では、さらに高い線量率のビーム照射による発光の増幅により、患者体内の線量分布を可視化することができないか、明らかにしたい。本年度は、超高線量率・陽子線治療（FLASH）ビームを水に照射し、発光の基礎特性を調べ、論文として成果発表することを目指した。残念ながら、国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構（QST）のサイクロトロンからの60MeV陽子線を用いた追加実験は、マシントラブルにより行えない状況となった。一方で、名古屋陽子線治療センターの協力を得て、臨床マシン（シンクロトロン）での実験を行うことができた。これにより、QATサイクロトロン（研究用マシン）と違うタイプのFLASHビームに対して実験データを得ることができ、より幅広い議論が可能となった。

がん放射線治療は高齢化が進むわが国で有効な治療法である。治療では放射線を当てるべき腫瘍と避けるべき正常組織が混在しており、どこにどれだけ当てるかが治療成否のカギとなる。したがって、治療中の放射線が患者にどれだけ当たっているか、つまり照射線量の分布を可視化し、即時に確認する方法があれば有用である。研究代表者は、10Gy/min 程度の高い線量率の治療用γ線を水に照射した際に生じるチェレンコフ光は発光が強く、線量分布の観測が可能なことを示した。この発光を治療中に観測するためには、1)体内の発光が微弱であること、2)人体は”濁り水”であり、散乱が主体となって減弱することを解決する必要がある。その第一歩として、本研究では、さらに高い線量率のビーム照射による発光の増幅により、患者体内の線量分布を可視化することができないか、明らかにしたい。本年度は、超高線量率・陽子線治療（FLASH）ビームを水に照射し、発光の基礎特性を調べ、論文として成果発表することを目指した。残念ながら、国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構（QST）のサイクロトロンからの60MeV陽子線を用いた追加実験は、マシントラブルにより行えない状況となった。一方で、名古屋陽子線治療センターの協力を得て、臨床マシン（シンクロトロン）での実験を行うことができた。これにより、QATサイクロトロン（研究用マシン）と違うタイプのFLASHビームに対して実験データを得ることができ、より幅広い議論が可能となった。