炭素線治療における解剖学的変化に応じたリアルタイム照射ビーム生成法の研究

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本研究はpassive照射法での炭素線治療中の患者の解剖学的な変化を検出し、その変化に応じてリアルタイムに照射ビームを変化させることを目的とする。この方法を実現するためには、体内（水中）に炭素線が通過した際に発生する制動放射を精度よく検出する技術と、その変化量に応じてpassive照射法でのビームを変化させるためのadaptive可変ボーラスを製作することが必要となる。2020年度はadaptive可変ボーラスの設計・製作を行った。Adaptive可変ボーラスは大きさの異なる計12枚のアクリル板を3枚積み重ねて、それぞれが上下左右方向から独立に稼働させることによって、自由度の高い凹凸を作り出す機構である。最大で10cm×10cmの照射野に対して、15mmの飛程を変更することが可能である。群馬大学重粒子線医学研究センターの炭素線にて実測した結果、ボーラスの凹の中心部分では1%以下の誤差であるのに対して、周囲5mmの位置では3%を超える誤差があった。これはアクリル板の切削精度やアクリル板可動のずれから発生していると考えられる。本adaptive可変ボーラスは手動で動かす機構であるが、それぞれの板はねじ回転によって動くよう製作しているため、ねじ部分をモーター等で回転させることによって自動可動も可能である。また、前年度までに開発したビームイメージングが2mmの飛程変化に検知成功結果をまとめた論文がJapaneses Journal of Applied Physcs誌に掲載された。