超高線量率陽子線治療に適したリアルタイム飛程検出法の開発

开发适用于超高剂量率质子治疗的实时距离检测方法

• 批准号: 21K19434
• 负责人: 松浦 妙子
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19434/
• 关键词: 陽子線飛程検証; FLASH; 適応型陽子線治療; 音響計測

FLASH放射線治療は，通常の放射線治療の線量率の数百倍から数千倍高い線量率（40 Gy/s程度以上）を用いる超高線量率照射法である。抗腫瘍効果を変えずに正常組織の障害発生を顕著に抑制できることが知られており，これまでの治療様式を大きく変えるインパクトがある．本研究では，数年以内に臨床利用が期待される超高線量率陽子線治療に適用する心電図検査式リアルタイム飛程検出法の実用化に向けた基盤技術開発を行うことを目標とした研究開発を行っている．本年度は，昨年度に検討した寒天ファントムに対して，京大複合研のFFA加速器を用いて陽子線照射実験を行った．超音波ジェルを用いて超音波検出器を直接ファントムに結合させると計測が安定しなかったため（恐らく時々刻々検出器の周辺温度が変化することの影響），寒天を成形して検出器を包含させ，温度遷移の影響をできるだけ抑えた状態で計測を行った．また，本実験においては，検出器の位置精度が非常に重要になるため，ガイドやストッパー付の容器を３Dプリンターで作製し，上述の寒天で包含した検出器全体を入れることにした．本研究は，複数地点で検出した超音波波形を同時に用いて飛程を特定するが，当初想定した手法（Multilateration法）は，特定の計測位置以外ではブラッグピーク以外の線量分布からの音波が混入するため，精度が不十分となる可能性があることが分かった．そこで，感度行列を用いる手法を別途開発して解析を行ったところ，ブラッグピーク位置をほぼサブミリで捉えることに成功したため，引き続き本手法を用いて解析を行っていく予定である．

FLASH radiation therapy is usually done by ultra-high dose rate irradiation, which is hundreds of times and thousands of times higher than 40 Gy/s. The results of this study are as follows: the normal tissue of the normal tissue is not affected by the disease. The purpose of this study is to inhibit the prevention and treatment of the disease. Within a few years, we have made use of the expectation that the ultra-high volume rate is expected to be used in the sub-line treatment system, and the application of the technology to the basic technology has been carried out. This year, the cold weather was very cold this year. The joint research FFA accelerator of Beijing University of Science and Technology uses the sub-line of the beam to illuminate the transmission line. The ultrasonic device is used in the ultrasonic device. The ultrasonic device is used directly in combination with the thermal stability calculation. (in case the temperature of the generator is changed in cold weather, the forming device of the generator includes the device. The temperature is very important for the position accuracy of the exchanger, and the position accuracy of the container is very important. in this study, the position accuracy of the exporter is very important, the position accuracy of the exporter is very important, and the position accuracy of the exporter is very important. At the same time, the ultrasonic waveform of the complex location is generated using a specific signal. The original method (Multilateration method) is used to determine the distribution of the sound wave outside the specified location. The accuracy is not very good. The line of sensitivity uses other methods to analyze the bank, the position, the location, the success, the accuracy, the sensitivity, the sensitivity, the sensitivity

项目成果

Range verification of pulsed proton beams using ionoacoustics

使用离子声学验证脉冲质子束的范围

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Sueyasu;Y. Nakamura;Y. Sakuyama;T. Takayanagi;K;Miyazaki M. Kobayashi;Y. Yamauchi;N. Koshizaki;S. Tomioka;T. Matsuura;松浦妙子;Taeko Matsuura
• 通讯作者: Taeko Matsuura

Miniature Optical Hydrophone for Detecting Proton Beam Range at Clinical Dose: An Initial Study

用于检测临床剂量质子束范围的微型光学水听器：初步研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Shota Sueyasu;Yuhei Sakuyama;Koichi Miyazaki;Mehmet Burcin Unlu; Yasutoshi Kuriyama;Yoshihiro Ishi;Tomonori Uesugi; Masayuki Fujii;Masanori Kobayashi;Nobuki Kudo;Ye Chen;Taeko Matsuura
• 通讯作者: Taeko Matsuura

Ultrasonic waves to verify proton beam ranges in radiotherapy

超声波验证放射治疗中的质子束范围

• 发表时间: 2021
• 作者: S. Sueyasu;Y. Nakamura;Y. Sakuyama;T. Takayanagi;K;Miyazaki M. Kobayashi;Y. Yamauchi;N. Koshizaki;S. Tomioka;T. Matsuura;松浦妙子;Taeko Matsuura;Taeko Matsuura
• 通讯作者: Taeko Matsuura

Ionoacoustic application of an optical hydrophone to detect proton beam range in water.

光学水听器的离子声学应用来检测水中质子束的范围。

• DOI: 10.1002/mp.16189
• 发表时间: 2022
• 期刊: medical physics
• 影响因子: 3.8
• 作者: Shota Sueyasu;Taisuke Takayanagi;Koichi Miyazaki;Yasutoshi Kuriyama;Yoshihiro Ishi;Tomonori Uesugi;Mehmet Burcin Unlu;Nobuki Kudo;Ye Chen;Koki Kasamatsu;Masayuki Fujii;Masanori Kobayashi;Wolfgang Rohringer;Taeko Matsuura
• 通讯作者: Taeko Matsuura

Technical Note: Range verification of pulsed proton beams from fixed‐field alternating gradient accelerator by means of time‐of‐flight measurement of ionoacoustic waves

技术资料：通过离子声波的飞行时间测量来验证来自固定场交变梯度加速器的脉冲质子束的范围

• DOI: 10.1002/mp.15060
• 发表时间: 2021
• 期刊: Medical Physics
• 影响因子: 3.8
• 作者: Nakamura Yuta;Takayanagi Taisuke;Uesaka Tomoki;Unlu Mehmet Burcin;Kuriyama Yasutoshi;Ishi Yoshihiro;Uesugi Tomonori;Kobayashi Masanori;Kudo Nobuki;Tanaka Sodai;Umegaki Kikuo;Tomioka Satoshi;Matsuura Taeko
• 通讯作者: Matsuura Taeko