腫瘍の正しい位置に放射線が照射できているかをリアルタイムで確認：医療技術ニュース

名古屋大学、量子科学技術研究開発機構、兵庫県立粒子線医療センターは、放射線画像化検出器を用いて、粒子線がん治療ビームが腫瘍の正しい位置に照射されているかをリアルタイムで確認することに成功した。粒子線がん治療への応用が期待される。

[MONOist]

　名古屋大学は2019年8月8日、放射線画像化検出器を応用して、粒子線がん治療ビームが腫瘍の正しい位置に照射されているかをリアルタイムで確認することに成功したと発表した。同大学大学院医学系研究科教授 山本誠一氏らと、量子科学技術研究開発機構、兵庫県立粒子線医療センターの共同研究グループによる成果だ。

　今回の研究で用いた放射線画像化検出器は、山本氏が東北大学との共同研究により開発した。薄いYAP（Ce）シンチレータと光センサーである位置有感型光電子増倍管を組み合わせた同検出器は、低エネルギーX線に対し高い性能を持つ。

　研究グループは、同検出器を高エネルギーガンマ線遮断容器に入れ、小さな穴が開いたコリメータ（粒子や光などを平行にする装置）を装着して、低エネルギー制動放射線カメラを作成した。光学画像を撮像するため、CCDカメラも一体化している。

　この低エネルギー制動放射線カメラで、水を満たした容器に炭素線を上方向から照射した時の制動放射線画像を撮像したところ、極めて高い空間分解能で、鮮明な粒子線の飛跡（ビーム）をリアルタイムで画像化できた。

　続いて、ビームが短くなる吸収板を介して2cm、4cm飛程の炭素線を照射した。その結果、ビームの形状も正しく計測できた。さらに、炭素線の臨床治療に用いられる程度の炭素線粒子数でも画像化できることを確認した。

　粒子線がん治療において、治療ビームの飛跡をリアルタイムでモニタリングできれば、ビームが腫瘍の正しい位置に照射されているかを確認できる。今回の研究成果により、粒子線照射で発生する電子の制動放射線を画像化する手法が、粒子線がん治療に応用できる可能性が示された。

　研究グループは今後、画像化装置のさらなる最適化を図り、装置の製品化と粒子線治療現場への普及を目指す。

粒子線照射で生成する2次電子により発生する制動放射線（X線）の発生原理 出典：名古屋大学

左：低エネルギー放射線画像化検出器、右：低エネルギー放射線画像化検出器を高エネルギーガンマ線遮蔽容器に入れ、ピンホールコリメータを装着した低エネルギー制動放射線カメラ 出典：名古屋大学

A：水を満たした容器に炭素線を上方向から照射した時の制動放射線画像、B：2cm飛程の短いビーム照射時画像、C：4cm飛程の短いビーム照射時画像 出典：名古屋大学