マルチマテリアル造形技術による陽子線FLASH照射の新しい照射野形成法

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究が目的とする複数の素材を用いた照射野形成手法では、照射野内における柔軟なSOBP形成と飛程変調及び均一な線量分布の実現が可能な機器の開発が必要であり、具体的手法として金属と樹脂の複合材を用いた3Dプリンタによる三次元造形を利用する。2022年度はモンテカルロシミュレーションを用いた複合材による飛程変調器の設計とデータ分析、使用するマテリアルの選定を中心に研究を進めた。陽子線治療施設における照射機器を再現したモンテカルロシミュレーションを用いて、本研究で目的とする新しい機器をABSとステンレスまたは真鍮との混合材料で再現し、任意の場所における柔軟なSOBP形成の確認を行った。飛程の変調は従来のボーラスと同じ手法を用いるが、機器による粒子の散乱を補正した形状に造形する必要がある。散乱をフィートバックする方法を検討したが、この点については完成には至らなかった。金属素材の3Dプリンタによる造形品は脱脂処理を施して使用するのが一般的であり、本研究における使用法は本来の用途からは外れた使用法となる。そのため、使用金属の選定については、造形精度や造形物の強度限界などの具体的な知見をもつ3Dプリンタ造形メーカの協力のもと、造形実績のあるステンレスをベースとすることとした。粒子の散乱量の変化を目的とした異なるステンレス混合率や他素材による新規フィラメント開発を目的として、造形サンプルをもとにステンレス混合率の計測や、阻止能のなど基礎的なデータを取得した。