陽子線CT画像取得法の研究

质子束CT图像采集方法研究

• 批准号: 17J08146
• 负责人: 田中 創大
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J08146/
• 关键词: 陽子線イメージング; Computed Tomography; 陽子線治療; 治療計画; 陽子線飛程計算精度; シンチレータ; CCDカメラ

現在、陽子線治療の治療計画では患者のX線CT画像を基に陽子線の線量計算が行われているが、陽子線飛程計算の不確定性は3%と報告されている。治療で用いる30 cmの飛程の陽子線の場合で9 mmにも及び、ブラックピークの活用による線量集中性が良さである陽子線治療の大きな問題点となっている。その解決手法の1つとして陽子線CT画像の利用があげられ、陽子線と物質の相互作用量をそのままイメージングすることで、前述の3%の不確定性を大きく減少させることができる。陽子線CT画像取得法が確立していない現状に対して、本研究では臨床利用可能な陽子線CT画像取得法の研究開発を行った。検出システムは主に厚いシンチレータとCCDカメラから構成される。陽子線イメージングでは被写体透過前後のエネルギーの差を投影データとして取得するが、本システムでは厚いシンチレータで陽子線を全て停止させ、その発光のビーム方向積算値をCCDカメラで取得することで2次元陽子線エネルギー分布を取得した。また被写体を回転させることにより360度方向からのデータを取得し、再構成することで陽子線CT画像を得た。この手法はシンプルな検出システムでかつ短時間で測定できることが長所である。シンチレータの種類や実験パラメータなどのハード面と画像処理・再構成手法のソフト面の両面での改善を行い、臨床に用いられている陽子線ビームを用いて検出システムの実証実験を実施することができた。その結果、実験的に本システムで取得できる陽子線CT画像の精度は臨床利用レベルにまで到達した。

Now, the treatment plan of X-ray therapy is based on the patient's X-ray CT image, the calculation of X-ray quantity is carried out, and the uncertainty of X-ray flight calculation is 3% reported. The treatment of 30 cm flight range of the sun line in the case of 9 mm and the use of the line concentration is good, the sun line treatment of the big problem point. The solution is to reduce the uncertainty of the aforementioned 3% by greatly reducing the amount of interaction between the cation line and the substance. The present situation of X-ray CT image acquisition method has been established. This study aims to develop the X-ray CT image acquisition method for clinical application. The main reason for this is that the CCD camera is not designed to be used as a camera. The anode line interface can be obtained by projecting the difference between the front and back anode lines through the projection data. In this system, the anode line is completely stopped. The integrated value of the beam direction of the light emission can be obtained through the CCD camera. This enables the distribution of the second anode line interface. The image of the object is obtained by the 360-degree direction of the object. This method is called "short time" and "long time". The types of skin care products include skin care products, image processing, reconstruction techniques, skin care products, and clinical applications. The accuracy of CT images obtained from the results of this study was also achieved in clinical applications.