Medical Quantum Science
医用量子科学コースでは、主に放射線治療に関連した研究開発を行っています。放射線を用いた治療には、高エネルギーX線や電子線を用いた治療、粒子線治療、 小線源治療などがあり、これらは臨床的に行われていますが、本コースでは、これらの一般的な治療に関連した開発に加えて、現在開発中の放射線治療法に関する研究も行っています。 新しい物理現象を利用した放射線の画像化法の開発や線量分布測定への応用など、極めて幅広い分野の研究開発を行っており、世界における当該研究分野の最先端施設として 認められるよう、研究開発に取り組んでいます。
In this “Medical Quantum Science” course, the members are conducting our researches mainly on radiotherapies. In radiation therapies, high energy X-ray and electrons, particle therapies, and brachytherapy are now roughly used and we are developing new technologies for these fields. Moreover we are also intensively exploring the emerging fields of medical quantum science to be the top of the world in this research field.
高エネルギーに加速された陽子または炭素イオンを用いた粒子線がん治療は、標的腫瘍への線量集中性がよく、障害が少ない治療が可能です。 粒子線治療における照射野形成法の一つである拡大照射法は、シンクロトロンなどの加速器から供給された直径１ｃｍ程度のビームを、 横・深さ方向に拡大して線量が一様な照射野を形成し標的腫瘍に照射します。拡大照射法のデメリットの一つとして、中性子被ばくがあげられます。 粒子線が照射野形成装置と衝突すると二次中性子が発生します。照射野形成装置は患者さんの直前に設置する必要がありますので、不要な被ばくを受けることになります。 もちろん、がんを治療するメリットの方がはるかに大きいので、拡大照射法を用いて粒子線を患者に照射しますが、不要な被ばくは少ないにこしたことはありません。 我々はモンテカルロシミュレーションを用いて、照射野形成装置に中性子被ばく低減に最適化されたコリメータを追加配置することで、どの程度の低減効果があるのかを検証しました。
放射線医学総合研究所の炭素線治療装置HIMACの照射野形成装置をシミュレーション内に構築し、コリメータの位置、大きさ、材質などの違いによる、
患者位置での中性子周辺線量当量の変化を計算しました。結果の一例を図1に示します。横軸は標的腫瘍からの距離、縦軸は照射線量当たりの中性子周辺線量当量を示します。
最適な場所にコリメータを追加することで、35％程度の低減が確認されました。
研究成果は下記学会で発表を行いました。現在、海外雑誌に論文を投稿中です。
Monte Carlo study on reduction in the secondary neutron exposure in passive carbon-ion radiotherapy.
European Congress of Radiology 2013; EPOS™ Scientific Exhibition. 2013
モンテカルロシミュレーションを用いたパッシブ炭素線治療時の二次中性子被ばくの低減. 第105回日本医学物理学会学術大会. 2013
モンテカルロシミュレーションによる炭素線治療における二次中性子線量の低減に関する検討. 第5回中部放射線医療技術学術大会. 2012