スキャニングビーム陽子線CT画像取得法の研究開発

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本研究の目的はスポットスキャニングビームによる高精度の陽子線イメージング手法を開発し、臨床に必要な精度の陽子線CT画像取得法を確立することである。2022年度は2021年度に引き続き、モンテカルロシミュレーションコードであるParticle and Heavy Ion Transport code System (PHITS)を用いて画像改善手法の開発と検証を行うとともに、量子科学技術研究開発機構の新治療棟において実験によるスキャニングビームを用いた粒子線イメージングの実証実験を行った。なお、実験環境の理由から陽子線でなく炭素線を用いた実験を実施した。これにより本研究は陽子線だけでなく炭素線まで拡張することができた。シミュレーション及び実験によって得られた投影データに対して、本研究独自の手法である、スポットごとのデータを用いた粒子線軌跡補正を行うことで画像劣化要因である粒子線線量データの側方散乱成分を除去し、ある一定の画質向上を実現した。ただし、その対象は単純な構造の被写体にとどまり、より複雑な構造の被写体に対する補正に関しては、アルゴリズムの向上が必要であると考えられた。また、実験において取得する粒子線画像の精度向上のため、より再現性の高い一様照射野をスキャニングビームによって実現するためのパラメータセッティング（スポット間隔、ビーム強度）とそれに対する応答についての検討を行い、粒子線画像取得のためのビームパラメータ決定の手法を確立した。