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森林 健悟
Physica Scripta, 90(5), p.054013_1 - 054013_5, 2015/05
被引用回数：5 パーセンタイル：40.3(Physics, Multidisciplinary)Radial dose has been employed in the treatment planning system for heavy particle cancer therapy in order to estimate the cell survival after the exposure to a heavy particle. The two models for radial dose distributions have been available. However, both of these models have very roughly treated the region near the trajectory of an incident heavy particle, although this region is very important to estimate RBE. The rapid progress of computers allow us to simulate the physical phenomena in detail and to obtain radial dose distributions closer to reality near the trajectory of an incident ion. We may succeed to the point that our model sufficiently reproduces the trend allowing us to select the better one between the two conventional models according to ion energies automatically. In future, we expect that further rapid progress of computers lead us to analyze them in more detail.
熊田 博明; 山本 和喜; 松村 明*; 中川 義信*
放射線, 31(4), p.287 - 297, 2005/10
原研JRR-4で実施されているホウ素中性子捕捉療法(BNCT)に対し、患者に付与される線量を数値シミュレーションによって評価するBNCT線量評価システム、JCDSを開発した。JCDSは、患者の医療画像データをもとに頭部3次元モデルを作成し、このモデルを5mmボクセルと10mmボクセルに分割したマルチボクセルモデルに変換し、中性子,光子輸送モンテカルロコード,MCNPを使って線量分布計算を実行するシステムである。円筒水ファントム実験をJCDSで模擬し、実験値とJCDSの計算値との比較による検証を行った結果から、BNCTの線量評価に対しJCDSが十分な評価性能を有していることを確認した。JCDSの実用化によって、JRR-4において熱外中性子ビームによるBNCTが平成15年度から開始された。本報告は、BNCTの線量評価に要求される基本事項をまとめるとともに、JCDSによる線量評価手法と検証結果について報告するものである。
熊田 博明; 松村 明*; 中川 義信*
日本原子力学会和文論文誌, 1(1), p.59 - 68, 2002/03
熱外中性子によるホウ素中性子捕捉療法(BNCT)を実施するためには、頭部内照射線量を計算によって事前に評価し、その結果をもとに照射計画を作成する必要がある。現在原研では、MCNPを使って頭部内照射線量を評価し、適切な照射計画を作成する線量評価システム(JCDS)の開発を行っている。この事前評価に基づくBNCTを実施するためには、照射計画に決定されている照射条件を正確に再現させて照射を行う必要がある。特に患者の位置条件を正確に一致しなければ、患部に適切な照射線量を与えることができない。したがって患者を正確かつ迅速に照射位置に固定する患者セッティングシステムの開発を行った。このシステムをファントム実験及び現在実施されている熱中性子BNCTに適用して検証を行った結果、十分なセッティング精度と有用性が確認できた。患者セッティングシステムとJCDSを組み合わせることにより熱外中性子BNCTの実施が可能となる。
研究炉利用課
JAERI-Tech 2001-004, 49 Pages, 2001/03
JAERI-Tech-2001-004.pdf:5.55MB
現在原研では、熱外中性子によるホウ素中性子捕捉療法(BNCT)を実施するため、BNCT線量評価システム(JCDS)を開発している。このシステム開発にあたり、治療計画作成に必要となる機能、本システムのメリット、デメリットと今後の課題を的確に把握するため、他国のBNCT施設で使用されている線量評価システムについて、その開発、運用状況を調査した。海外の線量評価システムの特徴とその開発及び維持・運営状況と、そのシステムを利用する各BNCT施設の使用状況を報告する。また、原研の線量評価システムの特徴と現在の開発状況を報告するとともに、海外のシステムの調査結果を基とした今後の開発課題について報告する。
森林 健悟
no journal, ,
Radial dose has been employed in the treatment planning system for heavy particle cancer therapy in order to estimate the cell survival after the exposure to a heavy particle. The two models for radial dose have been available. However, both of these two models have very roughly treated the region near the trajectory of an incident heavy particle, although this region is very important to estimate the biological effect. There are no studies involving the detailed examination of the physical phenomena that occur near the trajectory of an incident ion before ours. The progresses of atomic collision physics and computers allow us to obtain radial dose closer to reality. We may succeed to the point that our model sufficiently reproduces the trend allowing us to select the better one between the two conventional models according to incident ion energies automatically. We think that our simulation model is the only way to analyze physical phenomena near the trajectory of an incident ion in detail at present.
古田 琢哉; 古場 裕介*; Chang, W.*; 橋本 慎太郎; 米内 俊祐*; 松本 真之介*; 佐藤 達彦
no journal, ,
重粒子線(重粒子線(炭素線)治療は従来の放射線治療よりも腫瘍部への線量集中性がよく、生物学的効果比が高いなどの優位性を持っている。一方、複合粒子である炭素をビームとして使用するため、核反応によって生成する二次粒子による発がんリスクの評価が要求される。この評価では、二次粒子の輸送を正確に模擬する必要があり、モンテカルロ輸送計算コードを利用したシミュレーションが有効である。そこで、PHITSを中核とした炭素線治療の線量評価システムを構築した。本システムでは、治療計画を記録したDICOMデータを読み込んで自動でPHITSの入力ファイルを作成し、PHITSシミュレーションの実行によって腫瘍および周辺正常組織での線量分布を計算する。PHITSの様々な機能を利用することで、粒子毎の線量寄与や二次粒子の発生場所の特定など、詳細な解析が実施可能である。今後、本システムは放射線医学総合研究所の実際の患者データに対するシミュレーション解析に利用される予定である。
Chang, W.*; 古場 裕介*; 古田 琢哉; 米内 俊祐*; 橋本 慎太郎; 松本 真之介*; 佐藤 達彦
no journal, ,
放射線治療の計画装置では、計算時間の短縮を図るため、全ての物質を水に置換して、密度のみを変化させた計算がしばしば行われる。一方、治療を模擬したモンテカルロシミュレーションでは、患者のCT画像データから元素組成と密度の分布を導出する必要がある。特に、炭素線治療の二次がんリスクの評価においては、入射炭素イオンと体内物質との核反応によって生じる二次粒子が重要となるため、物質の違いが本質的な問題となる。そこで、治療計画を適切に再現し、二次粒子の輸送を正確に記述するモンテカルロシミュレーションを実行する目的で、治療計画装置で採用された水置換と一貫するCT値から元素組成と物質密度を導出する手法を考案した。ここでは、生体組織の元素組成はICRP Publication 110を参照し、炭素線の生体組織内での阻止能を治療計画装置の水阻止能表に一致するようにCT値に対応する生体組織の密度を決定する。9種類の異なる生体組織に対して、治療計画装置による計算結果とPHITSを用いたモンテカルロシミュレーションの計算結果を比較したところ、全ての物質において1mm以内で炭素線の飛程が一致し、本手法の妥当性が確認できた。
