『粒子線治療』による粒子線の照射位置をリアルタイムモニタで把握

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東北大学は10月24日、黒澤俊介氏(同大未来科学技術共同研究センター准教授)らと、株式会社京都Space Gamma、山形大学学術研究院、東北大学金属材料研究所、京都大学大学院らとの共同研究によって、粒子線治療時の照射量に近い環境下でのガンマ線の撮像に成功し、粒子線治療での治療中リアルタイムモニタを開発したことを発表した。

同研究成果は、2018年第79回応用物理学会秋季学術講演にて発表された。

体内深部のがんのみをねらい撃ちする『粒子線治療』

放射線治療のひとつである『粒子線治療』に用いられる荷電粒子(陽子や炭素の原子核など)は、体内をある一定の距離(ブラッグピーク)まで進むと、そこで集中的にエネルギーを体内の物質に与え、止まる性質がある。

『粒子線治療』は、このブラッグピークの位置を体内の「がんの深さ」に合わせて、体内深部のがんのみをねらい撃ちできる治療だ。

日本国内だけでなく世界的にも、その治療施設数、治療症例は増加している。

従来のX線やガンマ線を用いる放射線治療と比較して、「放射線が正常組織に当たることによる副作用」を減らせることが、大きな利点となっている。

国内では、一部(部位)で保険適用となり、今後も保険適用となる部位が広がれば治療症例は飛躍的に増えるとも予測される。

粒子線治療時の照射と「がんとのずれ」が課題

『粒子線治療』では、実際のがんの位置とのずれが生じた場合、過少照射のおそれがあるため、広めの領域で治療を行う。

一方で、この「がんとのずれ」が少なくなれば、これまでは、正常臓器が腫瘍に近接していることで治療適用が難しかった部位でも治療が可能になり、照射回数の減少も期待できる

そのため、照射中にブラッグピークの位置をモニタできる方法の開発が望まれている。

「電子飛跡型コンプトンカメラ」を開発

研究グループは、新たに「電子飛跡型コンプトンカメラ」という撮像カメラを開発。

同カメラは、粒子線治療中でも体内のどの深さに粒子線を照射しているかがリアルタイム場合できるようになった。

これまでのガンマ線撮像カメラでは原理的に不可能だった、「ガンマ線1光子ごとの到来方向とエネルギーの測定」が可能で、ノイズにも強いという特長がある。

今回、放射線医学総合研究所にある重粒子線がん治療装置(HIMAC)にて、290MeV/uの炭素線を、実際の治療時の照射条件に近づく非常に高い照射流量条件で、人体に見立てたアクリル容器に照射。

そこから放出するガンマ線の撮像結果から、電子飛跡型コンプトンカメラを用いたガンマ線の撮像に世界で初めて成功したという。

同研究グループは、高解像度化を図るためにシンチレータ(カメラの部品)の改良を進めている。また、今回開発された技術での、より信頼性の高いがん治療が期待できるとしている。

公開日 :2018.12.13 更新日 :2021.10.06

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