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

東北大学は10月24日、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と発表した。この研究は、同大未来科学技術共同研究センターの黒澤俊介准教授らと、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で行われたもの。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。

画像はリリースより

粒子線治療は放射線治療のひとつ。粒子線治療に用いられる陽子や炭素の原子核などの荷電粒子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。粒子線治療で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ることによって、体内深部のがんのみをねらい撃ちすることが可能だ。そのため、放射線が正常組織に当たることによる副作用を減らすことができる。従来のX線やガンマ線を用いる放射線治療に比べて大きな利点となっていることから、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。さらに、国内では一部（部位）で粒子線治療が保険適用となり、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予測されている。

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に過少照射のおそれがあることから、広めの領域で治療を行う。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ために粒子線治療の適用が難しかった部位についても治療が可能になることや、照射回数の減少が期待できる。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、電子飛跡型コンプトンカメラという新しい撮像カメラを開発。これにより、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にわかるようになった。この電子飛跡型コンプトンカメラは、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光子ごとに到来方向とそのエネルギーの測定が可能で、ノイズに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を行った。その結果、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。

研究グループは現在、高解像度化を図るために、電子飛跡型コンプトンカメラの部品であるシンチレータの改良を進めている。今回開発された技術により、より信頼性の高いがん治療が期待できる、と研究グループは述べている。（遠藤るりこ）