強度変調陽子線治療に対するActual線量分布に基づくNTCPモデルの構築

本研究では、強度変調陽子線治療患者に対してより正確な有害事象発生予測を行うことを目的として、日々の患者構造情報および装置情報、さらに陽子線の深さごとに異なる生物学的効果を考慮した線量計算システムを開発し、より実際の投与線量に近い線量分布と有害事象発生情報をもとに強度変調陽子線治療のNTCPモデルの構築を行うことを目指している。本研究は大きく分けて「Actual線量分布を計算可能なシステム開発」「開発システムで再計算された治療患者のActual線量情報及び診療情報のレトロスペクティブ解析」「NTCPモデルの構築」で構成されている。令和4年度は、Actual線量分布を計算可能なシステム開発を予定していた。Actual線量分布の計算には、日々の照射情報＆CT画像、物理線量分布、線量平均LET分布、可変RBEモデルが必要である。陽子線照射装置のビームライン中には、その場所での陽子線の位置や強度、ビームサイズを計測するモニタが挿入され、これらの計測情報は照射ログ情報としてシステムに保存されている。今回、任意の照射ログ情報＆CT画像から簡易モンテカルロ法(SMC)を用いて物理線量分布、線量平均LET分布を計算するシステムを開発した。また、計算精度検証のため、線量平均 LET の計算方法として最も一般的なフルモンテカルロ法(FMC)を利用する。FMCコードであるGeant4を用いてスキャニング照射装置のジオメトリ構築及び物理線量分布、線量平均LET分布計算を行ない、開発システムとの比較検証を実施した。その結果、各エネルギーにおけるペンシルビームの深部線量＆線量平均LET分布はGeant４とよく一致していた。

本研究では、強度変調陽子線治療患者に対してより正確な有害事象発生予測を行うことを目的として、日々の患者構造情報および装置情報、さらに陽子線の深さごとに異なる生物学的効果を考慮した線量計算システムを開発し、より実際の投与線量に近い線量分布と有害事象発生情報をもとに強度変調陽子線治療のNTCPモデルの構築を行うことを目指している。本研究は大きく分けて「Actual線量分布を計算可能なシステム開発」「開発システムで再計算された治療患者のActual線量情報及び診療情報のレトロスペクティブ解析」「NTCPモデルの構築」で構成されている。令和4年度は、Actual線量分布を計算可能なシステム開発を予定していた。Actual線量分布の計算には、日々の照射情報＆CT画像、物理線量分布、線量平均LET分布、可変RBEモデルが必要である。陽子線照射装置のビームライン中には、その場所での陽子線の位置や強度、ビームサイズを計測するモニタが挿入され、これらの計測情報は照射ログ情報としてシステムに保存されている。今回、任意の照射ログ情報＆CT画像から簡易モンテカルロ法(SMC)を用いて物理線量分布、線量平均LET分布を計算するシステムを開発した。また、計算精度検証のため、線量平均 LET の計算方法として最も一般的なフルモンテカルロ法(FMC)を利用する。FMCコードであるGeant4を用いてスキャニング照射装置のジオメトリ構築及び物理線量分布、線量平均LET分布計算を行ない、開発システムとの比較検証を実施した。その結果、各エネルギーにおけるペンシルビームの深部線量＆線量平均LET分布はGeant４とよく一致していた。