石川 正純 (イシカワ マサヨリ)

保健科学研究院 保健科学部門 医用生体理工学分野教授
Last Updated :2025/06/07

■研究者基本情報

学位

  • 博士(エネルギー科学), 京都大学

プロフィール情報

  • 1. 放射線医学における先進医学物理工学

    (Advanced medical engineering and physics in radiation medicine)

    2. 放射線治療計測学

    (Absorbed dose measurement in radiotherapy)

    3. 診断放射線計測学

    (Radiation measurement in radiology)

    4. 放射線治療における精度管理に関する研究

    (Quality assurance and quality control (QA/QC) in radiotherapy)


    放射線計測学、医学物理学に関して、「臨床で役立つ研究開発」をモットーに研究をしています。放射線計測、特に放射線治療分野・診断分野における計測のエキスパートになりたいと思っている学生は、私の研究室を訪問してみてください。

研究者番号

  • 80314772

研究キーワード

  • 放射線治療線量測定
  • 高精度放射線治療
  • 光免疫療法
  • 放射線計測
  • SOF検出器
  • 熱中性子検出器
  • 密封小線源治療
  • 多次元線量計開発
  • ホウ素中性子捕捉療法
  • 診断領域X線線測定

研究分野

  • ライフサイエンス, 放射線科学
  • 環境・農学, 化学物質影響
  • 環境・農学, 放射線影響

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2015年04月 - 現在
    北海道大学, 保健科学研究院, 教授
  • 2010年05月 - 2015年03月
    北海道大学, 大学院医学研究科, 教授
  • 2008年04月 - 2010年04月
    北海道大学, 大学院医学研究科, 准教授
  • 2006年04月 - 2008年03月
    北海道大学病院, 分子追跡放射線医療寄附研究部門, 特任助教授
  • 2005年04月 - 2006年03月
    東京大学, 工学系研究科原子力国際専攻, 助手
  • 2003年04月 - 2005年03月
    東京大学, 原子力研究総合センター, 助手
  • 1999年07月 - 2003年03月
    広島大学, 原爆放射能医学研究所, 助手

学歴

  • 1998年04月 - 1999年06月, 京都大学, エネルギー科学研究科
  • 1996年04月 - 1998年03月, 京都大学, エネルギー科学研究科
  • 1992年04月 - 1996年03月, 京都大学, 工学部, 金属系学科

学内役職歴

  • 大学院医理工学院副学院長, 2022年4月1日 - 2024年3月31日

■研究活動情報

受賞

  • 2019年11月, 一般社団法人日本癌学会, 第9回 JCA-CHAAO賞               
    動体追跡技術と同期照射技術を用いた高精度放射線治療の開発と臨床研究
    白土 博樹;清水 伸一;鬼丸 力也;品川 尚文;阿保 大介;加藤 徳雄;梅垣 菊男;石川 正純;宮本 直樹;青山 英史
  • 2018年04月, 日本医学物理学会, 英語プレゼンテーション賞               
    Fundamental study on dosimetric error due to phantom setup error for film-based dose distribution analysis
    石川正純
  • 2017年11月, 日本放射線腫瘍学会, 優秀査読者賞               
    石川正純
  • 2017年07月, 北海道大学大学院保健科学研究院, 優秀論文賞               
    石川正純
  • 2016年02月, 北海道大学, 北海道大学総長賞(研究奨励賞)               
    石川正純
  • 2015年03月, 北海道大学, 北海道大学総長賞(研究奨励賞)               
    石川正純
  • 2015年02月, 北海道庁, 北海道科学技術奨励賞               
    石川正純
  • 2014年12月, 日本放射線腫瘍学会, 第27回学術大会 優秀演題賞               
    石川正純
  • 2014年09月, 7th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics, Oral Presentation Award               
    石川正純
  • 2014年09月, 7th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics, Poster Presentation Award               
    石川正純
  • 2013年03月, 北海道大学大学院医学研究科・医学部医学科, 優秀研究賞               
    石川正純
  • 2012年04月, 日本医学物理学会, 第103回学術大会 大会長賞               
    石川正純
  • 2011年11月, 日本放射線腫瘍学会, 第24回学術大会 優秀演題賞               
    石川正純
  • 2008年04月, 日本医学物理学会, 第95回学術大会 大会長賞               
    石川正純
  • 2007年04月, 日本医学物理学会, 第11回論文賞               
    石川正純
  • 2006年11月, 日本放射線腫瘍学会, 第19回学術大会優秀発表賞               
    石川正純

論文

  • Automatic assignment of optimal data acquisition protocols for MRI examinations in Japanese
    Yusuke Fukui, Yukihiro Nagatani, Hidetoshi Matsui, Masayori Ishikawa, Shinnosuke Hiratsuka, Harumi Iguchi, Masahiro Yoshimura, Yoshiyuki Watanabe
    Multimedia Tools and Applications, Springer Science and Business Media LLC, 2024年10月01日, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Cell-cycle dependence on the biological effects of boron neutron capture therapy and its modification by polyvinyl alcohol
    Yusuke Matsuya, Tatsuhiko Sato, Tamon Kusumoto, Yoshie Yachi, Ryosuke Seino, Misako Miwa, Masayori Ishikawa, Shigeo Matsuyama, Hisanori Fukunaga
    Scientific Reports, 14, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2024年07月19日, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌), Abstract

    Boron neutron capture therapy (BNCT) is a unique radiotherapy of selectively eradicating tumor cells using boron compounds (e.g., 4-borono-l-phenylalanine [BPA]) that are heterogeneously taken up at the cellular level. Such heterogenicity potentially reduces the curative efficiency. However, the effects of temporospatial heterogenicity on cell killing remain unclear. With the technical combination of radiation track detector and biophysical simulations, this study revealed the cell cycle-dependent heterogenicity of BPA uptake and subsequent biological effects of BNCT on HeLa cells expressing fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicators, as well as the modification effects of polyvinyl alcohol (PVA). The results showed that the BPA concentration in the S/G2/M phase was higher than that in the G1/S phase and that PVA enhances the biological effects both by improving the uptake and by canceling the heterogenicity. These findings might contribute to a maximization of therapeutic efficacy when BNCT is combined with PVA and/or cell cycle-specific anticancer agents.
  • A novel method for measurements of sleep/wake states, feeding and drinking behaviors using the tracking technique of 3D positions in freely moving mice
    Hamada T, Sutherland K, Ishikawa M, Saito J, Miyamoto N, Honma S, Shirato H, Honma K-I
    Biochemical and Biophysical Research Communications, 2024年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • CT number calibration audit in photon radiation therapy.
    Minoru Nakao, Shuichi Ozawa, Hideharu Miura, Kiyoshi Yamada, Masahiro Hayata, Kosuke Hayashi, Daisuke Kawahara, Takeo Nakashima, Yusuke Ochi, Takuro Okumura, Haruhide Kunimoto, Atsushi Kawakubo, Hayate Kusaba, Hiroshige Nozaki, Kosaku Habara, Naoki Tohyama, Teiji Nishio, Mitsuhiro Nakamura, Toshiyuki Minemura, Hiroyuki Okamoto, Masayori Ishikawa, Masahiko Kurooka, Hidetoshi Shimizu, Kenji Hotta, Masahide Saito, Masahiro Nakano, Masato Tsuneda, Yasushi Nagata
    Medical physics, 51, 3, 1571, 1582, 2024年03月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), BACKGROUND: Inadequate computed tomography (CT) number calibration curves affect dose calculation accuracy. Although CT number calibration curves registered in treatment planning systems (TPSs) should be consistent with human tissues, it is unclear whether adequate CT number calibration is performed because CT number calibration curves have not been assessed for various types of CT number calibration phantoms and TPSs. PURPOSE: The purpose of this study was to investigate CT number calibration curves for mass density (ρ) and relative electron density (ρe ). METHODS: A CT number calibration audit phantom was sent to 24 Japanese photon therapy institutes from the evaluating institute and scanned using their individual clinical CT scan protocols. The CT images of the audit phantom and institute-specific CT number calibration curves were submitted to the evaluating institute for analyzing the calibration curves registered in the TPSs at the participating institutes. The institute-specific CT number calibration curves were created using commercial phantom (Gammex, Gammex Inc., Middleton, WI, USA) or CIRS phantom (Computerized Imaging Reference Systems, Inc., Norfolk, VA, USA)). At the evaluating institute, theoretical CT number calibration curves were created using a stoichiometric CT number calibration method based on the CT image, and the institute-specific CT number calibration curves were compared with the theoretical calibration curve. Differences in ρ and ρe over the multiple points on the curve (Δρm and Δρe,m , respectively) were calculated for each CT number, categorized for each phantom vendor and TPS, and evaluated for three tissue types: lung, soft tissues, and bones. In particular, the CT-ρ calibration curves for Tomotherapy TPSs (ACCURAY, Sunnyvale, CA, USA) were categorized separately from the Gammex CT-ρ calibration curves because the available tissue-equivalent materials (TEMs) were limited by the manufacturer recommendations. In addition, the differences in ρ and ρe for the specific TEMs (ΔρTEM and Δρe,TEM , respectively) were calculated by subtracting the ρ or ρe of the TEMs from the theoretical CT-ρ or CT-ρe calibration curve. RESULTS: The mean ± standard deviation (SD) of Δρm and Δρe,m for the Gammex phantom were -1.1 ± 1.2 g/cm3 and -0.2 ± 1.1, -0.3 ± 0.9 g/cm3 and 0.8 ± 1.3, and -0.9 ± 1.3 g/cm3 and 1.0 ± 1.5 for lung, soft tissues, and bones, respectively. The mean ± SD of Δρm and Δρe,m for the CIRS phantom were 0.3 ± 0.8 g/cm3 and 0.9 ± 0.9, 0.6 ± 0.6 g/cm3 and 1.4 ± 0.8, and 0.2 ± 0.5 g/cm3 and 1.6 ± 0.5 for lung, soft tissues, and bones, respectively. The mean ± SD of Δρm for Tomotherapy TPSs was 2.1 ± 1.4 g/cm3 for soft tissues, which is larger than those for other TPSs. The mean ± SD of Δρe,TEM for the Gammex brain phantom (BRN-SR2) was -1.8 ± 0.4, implying that the tissue equivalency of the BRN-SR2 plug was slightly inferior to that of other plugs. CONCLUSIONS: Latent deviations between human tissues and TEMs were found by comparing the CT number calibration curves of the various institutes.
  • Technical note: Point-by-point ion-recombination correction for accurate dose profile measurement in high dose-per-pulse irradiation field.
    Hideki Kojima, Masayori Ishikawa, Makoto Takigami
    Medical physics, 50, 11, 7281, 7293, 2023年11月, [責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), BACKGROUND: Although flattening filter free (FFF) beams are commonly used in clinical treatment, the accuracy of dose measurements in FFF beams has been questioned. Higher dose per pulse (DPP) such as FFF beams from a linear accelerator may cause problems in dose profile measurements using an ionization chamber due to the change of the charge collection efficiency. Ionization chambers are commonly used for percent depth dose (PDD) measurements. Changes of DPP due to chamber movement during PDD measurement can vary the ion collection efficiency of ionization chambers. In the case of FF beams, the DPP fluctuation is negligible, but in the case of the FFF beams, the DPP is 2.5 ∼ 4 times larger than that of the FF beam, and the change in ion collection efficiency is larger than that of the FF beam. PDD profile normalized by maximum dose depth, 10 cm depth for example, may therefore be affected by the ion collection efficiency. PURPOSE: In this study, we investigate the characteristics of the ion collection efficiency change depending on the DPP of each ionization chamber in the FFF beam. We furthermore propose a method to obtain the chamber- independent PDD by applying a DPP-dependent ion recombination correction. METHODS: Prior to investigating the relationship between DPP and charge collection efficiency, Jaffe-plots were generated with different DPP settings to investigate the linearity between the applied voltage and collected charge. The absolute dose measurement using eight ionization chambers under the irradiation settings of 0.148, 0.087, and 0.008 cGy/pulse were performed. Applied voltages for the Jaffe-plots were 100, 125, 150, 200, 250, and 300 V. The ion recombination correction factor Pion was calculated by the two-voltage analysis (TVA) method at the applied voltages of 300 and 100 V. The DPP dependency of the charge collection efficiency for each ionization chamber were evaluated from the DPP- Pion plot. PDD profiles for the 10 MV FFF beam were measured using Farmer type chambers (TN30013, FC65-P, and FC65-G) and mini-type chambers (TN31010, TN31021, CC13, CC04, and FC23-C). The PDD profiles were corrected with ion recombination correction at negative and positive polar applied voltages of 100 and 300 V. RESULTS: From the DPP-Pion relation for each ionization chamber with DPP ranging from 0.008 cGy/pulse to 0.148 cGy/pulse, all Farmer and mini-type chambers satisfied the requirements described in AAPM TG-51 addendum. However, Pion for the CC13 was most affected by DPP among tested chambers. The maximum deviation among PDDs using eight ionization chambers for 10 MV FFF was about 1%, but the deviation was suppressed to about 0.5% by applying ion recombination correction at each depth. CONCLUSIONS: In this study, the deviation of PDD profile among the ionization chambers was reduced by the ion recombination coefficient including the DPP dependency, especially for high DPP beams such as FFF beams. The present method is particularly effective for CC13, where the ion collection efficiency is highly DPP dependent.
  • A virtual audit system for intensity-modulated radiation therapy credentialing in Japan Clinical Oncology Group clinical trials: A pilot study.
    Mitsuhiro Nakamura, Dejun Zhou, Toshiyuki Minemura, Satoshi Kito, Hiroyuki Okamoto, Naoki Tohyama, Masahiko Kurooka, Yu Kumazaki, Masayori Ishikawa, Catharine H Clark, Elizabeth Miles, Joerg Lehmann, Nicolaus Andratschke, Stephen Kry, Satoshi Ishikura, Takashi Mizowaki, Teiji Nishio
    Journal of applied clinical medical physics, 24, 6, e14040, 2023年06月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), PURPOSE: The Medical Physics Working Group of the Radiation Therapy Study Group at the Japan Clinical Oncology Group is currently developing a virtual audit system for intensity-modulated radiation therapy dosimetry credentialing. The target dosimeters include films and array detectors, such as ArcCHECK (Sun Nuclear Corporation, Melbourne, Florida, USA) and Delta4 (ScandiDos, Uppsala, Sweden). This pilot study investigated the feasibility of our virtual audit system using previously acquired data. METHODS: We analyzed 46 films (32 and 14 in the axial and coronal planes, respectively) from 29 institutions. Global gamma analysis between measured and planned dose distributions used the following settings: 3%/3 mm criteria (the dose denominator was 2 Gy), 30% threshold dose, no scaling of the datasets, and 90% tolerance level. In addition, 21 datasets from nine institutions were obtained for array evaluation. Five institutions used ArcCHECK, while the others used Delta4. Global gamma analysis was performed with 3%/2 mm criteria (the dose denominator was the maximum calculated dose), 10% threshold dose, and 95% tolerance level. The film calibration and gamma analysis were conducted with in-house software developed using Python (version 3.9.2). RESULTS: The means ± standard deviations of the gamma passing rates were 99.4 ± 1.5% (range, 92.8%-100%) and 99.2 ± 1.0% (range, 97.0%-100%) in the film and array evaluations, respectively. CONCLUSION: This pilot study demonstrated the feasibility of virtual audits. The proposed virtual audit system will contribute to more efficient, cheaper, and more rapid trial credentialing than on-site and postal audits; however, the limitations should be considered when operating our virtual audit system.
  • Plan quality association between dummy run and individual case review in a prospective multi-institutional clinical trial of postoperative cervical cancer patients treated with intensity-modulated radiotherapy: Japan clinical Oncology Group study (JCOG1402).
    Hiroyuki Okamoto, Naoya Murakami, Fumiaki Isohashi, Takahiro Kasamatsu, Yoko Hasumi, Hiroaki Kobayashi, Masayori Ishikawa, Mitsuhiro Nakamura, Teiji Nishio, Hiroshi Igaki, Satoshi Ishikura, Nobuo Yaegashi, Takashi Mizowaki, Yasumasa Nishimura, Takafumi Toita
    Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology, 183, 109630, 109630, 2023年06月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), BACKGROUND AND PURPOSE: The Japan Clinical Oncology Group (JCOG) 1402 conducted a multicenter clinical trial of postoperative intensity-modulated radiotherapy (IMRT) for high-risk uterine cervical cancer patients. We assess effectiveness of the quality assurance (QA) program in central review through dummy runs (DRs) performed before patient enrollment and post-treatment individual case review (ICR), and clarify the pitfalls in treatment planning. MATERIAL AND METHODS: The ICRs were conducted using the same QA program as the DR for 214 plans. The deviations were compared with those demonstrated in the DRs, and the pitfalls were clarified. Fifteen face-to-face meetings were held with physicians at participating institutions to provide feedback. RESULTS: Two-hundred and eighty-eight deviations and nine violations were detected in the 214 plans. The patterns of the deviations observed in the ICRs were similar to that in the DR. Frequent deviations were observed in clinical target volume (CTV) delineations, 50% in the DRs and 37% in the ICRs, respectively. In the ICRs, approximately 1.4 deviations/violations were observed per plan, which was lower than DR. Nine violations included inaccurate CTV delineation and improper PTV (planning target volume) margin, which had risks in loco-regional failures by inadequate dose coverage. CONCLUSIONS: Our developed QA program commonly used in DR and ICR clarified the pitfalls in treatment plans. Although the frequent deviations in CTV delineations were observed in the ICR, the deviations decreased compared to that in the DR. More specified face-to-face meetings with participating institutions will be necessary to maintain the quality of IMRT in the clinical protocol.
  • Improvement of Crystal Identification Accuracy for Depth-of-Interaction Detector System with Peak-to-Charge Discrimination Method.
    Kento Miyata, Ryo Ogawara, Masayori Ishikawa
    Sensors (Basel, Switzerland), 23, 10, 4584, 4584, 2023年05月09日, [責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), In positron emission tomography (PET), parallax errors degrade spatial resolution. The depth of interaction (DOI) information provides the position in the depth of the scintillator interacting with the γ-rays, thus reducing parallax errors. A previous study developed a Peak-to-Charge discrimination (PQD), which can separate spontaneous alpha decay in LaBr3:Ce. Since decay constant of GSO:Ce depends on Ce concentration, the PQD is expected to discriminate GSO:Ce scintillators with different Ce concentration. In this study, the PQD-based DOI detector system was developed, which can be processed online and implemented in PET. A detector was composed of four layers of GSO:Ce crystals and a PS-PMT. The four crystals were obtained from both the top and bottom of ingots with a nominal Ce concentration of 0.5 mol% and 1.5 mol%. The PQD was implemented on the Xilinx Zynq-7000 SoC board with 8ch Flash ADC to gain real-time processing, flexibility, and expandability. The results showed that the mean Figure of Merits in 1D between four scintillators are 1.5, 0.99, 0.91 for layers between 1st-2nd, 2nd-3rd, and 3rd-4th respectively, and the mean Error Rate in 1D between four scintillators are 3.50%, 2.96%, 13.3%, and 1.88% for layers 1, 2, 3, and 4, respectively. In addition, the introduction of the 2D PQDs resulted in the mean Figure of Merits in 2D greater than 0.9 and the mean Error Rate in 2D less than 3% in all layers.
  • Planning study: prone versus supine position for stereotactic body radiotherapy in prostate by CyberKnife.
    Mitsuhiro Kon, Hiroyuki Okamoto, Satoshi Nakamura, Kotaro Iijima, Takahito Chiba, Mihiro Takemori, Hiroki Nakayama, Tetsu Nakaichi, Shohei Mikasa, Kyohei Fujii, Yuka Urago, Masayori Ishikawa, Toshimitsu Sofue, Shoichi Katsuta, Koji Inaba, Hiroshi Igaki, Tomohiko Aso
    Journal of radiation research, 64, 1, 186, 194, 2023年01月20日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), This study aimed to clarify the differences in radiotherapy dose characteristics and delivery efficiency between the supine and prone positions in patients with prostate cancer using the CyberKnife. The planning computed tomography (CT) and delineations of the prone position were obtained by rotating the supine CT images with delineations of 180° using image processing software. The optimization parameters for planning target volume (PTV) and organs at risk (OARs) were based on the prone position. The optimization parameters determined for the prone position were applied to the supine position for optimization and dose calculation. The dosimetric characteristics of the PTV and OARs, and delivery efficiency were compared between the two different patient positions. The plans in the prone position resulted in better PTV conformity index (nCI), rectum V90%, V80%, V75%, V50% and bladder V50%. A significant difference was observed in treatment time and depth along the central axis (dCAX) between the two plans. The mean treatment time per fraction and dCAX for the supine and prone positions were 20.9 ± 1.7 min versus 19.8 ± 1.3 min (P = 0.019) and 151.1 ± 33.6 mm versus 233.2 ± 8.8 mm (P < 0.001), respectively. In this study the prone position was found to improve dosimetric characteristics and delivery efficiency compared with the supine position during prostate cancer treatment with the CyberKnife.
  • Verification of patient-setup accuracy using a surface imaging system with steep measurement angle.
    Fumihiro Sasaki, Yuusuke Yamashita, Satoshi Nakano, Masayori Ishikawa
    Journal of applied clinical medical physics, 24, 4, e13872, 2022年12月20日, [査読有り], [責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), PURPOSE: We evaluate an SGRT device (Voxelan HEV-600 M/RMS) installed with Radixact, with the view angle of the Voxelan's camera at 74 degrees. The accuracy of Voxelan with this steep angle was evaluated with phantom experiments and inter-fractional setup errors of patients. METHODS: In the phantom experiments, the difference between the measured values of Voxelan from the truth was evaluated for translations and rotations. The inter-fractional setup error between the setup using skin markers with laser localizer (laser setup: LS) and the setup using Voxelan (surface setup: SS) was compared for head and neck (N = 19), chest (N = 7) and pelvis (N = 9) cases. The inter-fractional setup error was calculated by subtracting from bone matching by megavoltage computed tomography (MVCT) as ground truth. RESULTS: From the phantom experiments, the average difference between the measured values of Voxelan from the truth was within 1 mm and 1 degree. In all cases, inter-fractional setup error based on MVCT was not significantly different between LS and SS by Welch's t-test (P > 0.05). The vector offset of the LS for head and neck, chest, and pelvis were 6.5, 9.6, and 9.6 mm, respectively, and that of the SS were 5.8, 8.6, and 12.6 mm, respectively. Slight improvement was observed for the head and neck, and chest cases, however, pelvis cases were not improved because the umbilical region could not be clearly visualized as a reference. CONCLUSION: The results show that SS in Voxelan with an installation angle of 74 degrees is equal to or better than LS.
  • Improvement and benchmarking of the deterministic transport calculation code CBZ to design beam shaping assembly for BNCT.
    Go Chiba, Hikaru Handa, Masayori Ishikawa
    Applied radiation and isotopes : including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry and medicine, 190, 110465, 110465, 2022年12月, [査読有り], [責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), The quick and accurate neutron and photon transport calculations are desired in the optimization calculations for the neutron source design, and in the present work, we establish the deterministic neutron and photon transport calculation procedure with the nuclear reactor physics calculation code system CBZ. Numerical calculation conditions are carefully chosen, and the efficient and practical condition is determined. Test calculations are carried out for the simple cylindrical systems with various kinds of neutron moderators, and the results are compared with the reference solutions obtained by the continuous-energy Monte Carlo code PHITS. Generally good agreements are obtained for all the benchmark problems. In addition, another problem with the detailed geometry for the neutron source is prepared. In this realistic problem also, good agreement is obtained between CBZ and PHITS. These results demonstrate the high accuracy of CBZ in the application to the design optimization calculations for the neutron source.
  • A real-time measurement system for gene expression rhythms from deep tissues of freely moving mice under light-dark conditions.
    Nakaya M, Wakamatsu M, Motegi H, Ami Tanaka A, Sutherland K, Ishikawa M, Ozaki M, Shirato H, Hamada K, Hamada T* (* Correspondence).
    Biochemistry and Biophysics Reports, 32, 101344, 101344, 2022年09月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Clock gene expression in most organs of the living body exhibits a diurnal rhythm synchronized with the external 24 h light-dark (LD) cycle via circadian pacemaker suprachiasmatic nucleus (SCN). Disturbances in clock gene expression due to desynchronization of clock gene expression of the external LD cycle are risk factors for developing various diseases. Measuring the in vivo clock genes expression rhythm for a long duration under LD conditions can greatly contribute to understand the pathogenic mechanism of the disease caused by the disturbance of the biological rhythm. However, it is presently difficult to continuously measure gene expression for a long duration under LD conditions. In present study, we succeeded in measuring Period1 (Per1) gene expression under LD conditions using ultraviolet (UV) light with filter cut the visible light range. In addition, we succeeded in measuring the kinetic change of liver Per1 gene expression during the process of desynchronization of behavioral rhythm from the LD cycle by chronic administration of methamphetamine (MAP). In the future, by using this system to measure clock gene expression rhythms of brain tissues such as SCN and peripheral tissues under LD conditions, it could contribute to understand the onset mechanism of diseases induced by the desynchronization mechanism of biological rhythm to the LD cycle.
  • Inflammatory Signaling and DNA Damage Responses after Local Exposure to an Insoluble Radioactive Microparticle
    Yusuke Matsuya, Nobuyuki Hamada, Yoshie Yachi, Yukihiko Satou, Masayori Ishikawa, Hiroyuki Date, Tatsuhiko Sato
    Cancers, 14, 4, 1045, 1045, MDPI AG, 2022年02月18日, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌), Cesium-bearing microparticles (Cs-BMPs) can reach the human respiratory system after inhalation, resulting in chronic local internal exposure. We previously investigated the spatial distribution of DNA damage induced in areas around a Cs-BMP; however, the biological impacts have not been fully clarified due to the limited amount of data. Here, we investigated the inflammatory signaling and DNA damage responses after local exposure to a Cs-BMP in vitro. We used two normal human lung cell lines, i.e., lung fibroblast cells (WI-38) and bronchial epithelial cells (HBEC3-KT). After 24 h exposure to a Cs-BMP, inflammation was evaluated by immunofluorescent staining for nuclear factor κB (NF-κB) p65 and cyclooxygenase 2 (COX-2). The number of DNA double-strand breaks (DSBs) was also detected by means of phospholylated histone H2AX (γ-H2AX) focus formation assay. Cs-BMP exposure significantly increased NF-κB p65 and COX-2 expressions, which were related to the number of γ-H2AX foci in the cell nuclei. Compared to the uniform (external) exposure to 137Cs γ-rays, NF-κB tended to be more activated in the cells proximal to the Cs-BMP, while both NF-κB p65 and COX-2 were significantly activated in the distal cells. Experiments with chemical inhibitors for NF-κB p65 and COX-2 suggested the involvement of such inflammatory responses both in the reduced radiosensitivity of the cells proximal to Cs-BMP and the enhanced radiosensitivity of the cells distal from Cs-BMP. The data show that local exposure to Cs-BMP leads to biological effects modified by the NF-κB pathway, suggesting that the radiation risk for Cs-BMP exposure can differ from that estimated based on conventional uniform exposure to normal tissues.
  • Features of accelerator-based neutron source for boron neutron capture therapy calculated by particle and heavy ion transport code system (PHITS)
    Yusuke Matsuya, Tamon Kusumoto, Yoshie Yachi, Yuho Hirata, Misako Miwa, Masayori Ishikawa, Hiroyuki Date, Yosuke Iwamoto, Shigeo Matsuyama, Hisanori Fukunaga
    AIP Advances, 12, 2, 025013, 025013, AIP Publishing, 2022年02月01日, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Prediction of target position from multiple fiducial markers by partial least squares regression in real-time tumor-tracking radiation therapy.
    Kanako Ukon, Yohei Arai, Seishin Takao, Taeko Matsuura, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato, Shinichi Shimizu, Kikuo Umegaki, Naoki Miyamoto
    Journal of radiation research, 62, 5, 926, 933, 2021年09月13日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), The purpose of this work is to show the usefulness of a prediction method of tumor location based on partial least squares regression (PLSR) using multiple fiducial markers. The trajectory data of respiratory motion of four internal fiducial markers inserted in lungs were used for the analysis. The position of one of the four markers was assumed to be the tumor position and was predicted by other three fiducial markers. Regression coefficients for prediction of the position of the tumor-assumed marker from the fiducial markers' positions is derived by PLSR. The tracking error and the gating error were evaluated assuming two possible variations. First, the variation of the position definition of the tumor and the markers on treatment planning computed tomograhy (CT) images. Second, the intra-fractional anatomical variation which leads the distance change between the tumor and markers during the course of treatment. For comparison, rigid predictions and ordinally multiple linear regression (MLR) predictions were also evaluated. The tracking and gating errors of PLSR prediction were smaller than those of other prediction methods. Ninety-fifth percentile of tracking/gating error in all trials were 3.7/4.1 mm, respectively in PLSR prediction for superior-inferior direction. The results suggested that PLSR prediction was robust to variations, and clinically applicable accuracy could be achievable for targeting tumors.
  • Fundamental study on quality assurance (QA) procedures for a real-time tumor tracking radiotherapy (RTRT) system from the viewpoint of imaging devices.
    Suguru Kimura, Naoki Miyamoto, Kenneth L Sutherland, Ryusuke Suzuki, Hiroki Shirato, Masayori Ishikawa
    Journal of applied clinical medical physics, 22, 7, 165, 176, Wiley, 2021年07月, [査読有り], [責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), PURPOSE: The real-time tumor tracking radiotherapy (RTRT) system requires periodic quality assurance (QA) and quality control. The goal of this study is to propose QA procedures from the viewpoint of imaging devices in the RTRT system. METHODS: Tracking by the RTRT system (equips two sets of colored image intensifiers (colored I.I.s) fluoroscopy units) for the moving gold-marker (diameter 2.0 mm) in a rotating phantom were performed under various X-ray conditions. To analyze the relationship between fluoroscopic image quality and precision of gold marker coordinate calculation, the standard deviation of the 3D coordinate (σ3D [mm]) of the gold marker, the mean of the pattern recognition score (PRS) and the standard deviation of the distance between rays (DBR) (σDBR [mm]) were evaluated. RESULTS: When tracking with speed of 10-60 mm/s, σDBR increased, though the mean PRS did not change significantly (p>0.05). On the contrary, the mean PRS increased depending on the integral noise equivalent quanta (∫NEQ) that is an indicator of image quality calculated from the modulation transfer function (MTF) as an indicator of spatial resolution and the noise power spectrum (NPS) as an indicator of noise characteristic. CONCLUSION: The indicators of NEQ, MTF, and NPS were useful for managing the tracking accuracy of the RTRT system. We propose observing the change of these indicators as additional QA procedures for each imaging device from the commissioning baseline.
  • Period1 gene expression in the olfactory bulb and liver of freely moving streptozotocin-treated diabetic mouse.
    Harumi Kanou, Kouki Nagasawa, Yuki Ishii, Aya Chishima, Juri Hayashi, Sanae Haga, Kenneth Sutherland, Masayori Ishikawa, Michitaka Ozaki, Hiroki Shirato, Kazuko Hamada, Toshiyuki Hamada
    Biochemical and biophysical research communications, 560, 14, 20, 2021年06月30日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Clock genes express circadian rhythms in most organs. These rhythms are organized throughout the whole body, regulated by the suprachiasmatic nucleus (SCN) in the brain. Disturbance of these clock gene expression rhythms is a risk factor for diseases such as obesity. In the present study, to explore the role of clock genes in developing diabetes, we examined the effect of streptozotocin (STZ)-induced high glucose on Period1 (Per1) gene expression rhythm in the liver and the olfactory bub (OB) in the brain. We found a drastic increase of Per1 expression in both tissues after STZ injection while blood glucose content was low. After a rapid expression peak, Per1 expression showed no rhythm. Associated with an increase of glucose content, behavior became arrhythmic. Finally, we succeeded in detecting an increase of Per1 expression in mice hair follicles on day 1 after STZ administration, before the onset of symptoms. These results show that elevated Per1 expression by STZ plays an important role in the aggravation of diabetes.
  • A simulation-based study on water radiolysis species for H-1(+), He-4(2+), and C-12(6+) ion beams with multiple ionization using Geant4-DNA
    Kentaro Baba, Tamon Kusumoto, Shogo Okada, Masayori Ishikawa
    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 129, 24, 244702, 244702, 2021年06月, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Report dose-to-medium in clinical trials where available; a consensus from the Global Harmonisation Group to maximize consistency.
    Stephen F Kry, Jessica Lye, Catharine H Clark, Nicolaus Andratschke, Alexis Dimitriadis, David Followill, Rebecca Howell, Mohammad Hussein, Masayori Ishikawa, Satoshi Kito, Tomas Kron, Jonny Lee, Jeff Michalski, Angelo Filippo Monti, Nick Reynaert, Paige Taylor, Karen Venables, Ying Xiao, Joerg Lehmann
    Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology, 159, 106, 111, 2021年06月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), PURPOSE: To promote consistency in clinical trials by recommending a uniform framework as it relates to radiation transport and dose calculation in water versus in medium. METHODS: The Global Quality Assurance of Radiation Therapy Clinical Trials Harmonisation Group (GHG; www.rtqaharmonization.org) compared the differences between dose to water in water (Dw,w), dose to water in medium (Dw,m), and dose to medium in medium (Dm,m). This was done based on a review of historical frameworks, existing literature and standards, clinical issues in the context of clinical trials, and the trajectory of radiation dose calculations. Based on these factors, recommendations were developed. RESULTS: No framework was found to be ideal or perfect given the history, complexity, and current status of radiation therapy. Nevertheless, based on the evidence available, the GHG established a recommendation preferring dose to medium in medium (Dm,m). CONCLUSIONS: Dose to medium in medium (Dm,m) is the preferred dose calculation and reporting framework. If an institution's planning system can only calculate dose to water in water (Dw,w), this is acceptable.
  • Oxygen enhancement ratios of cancer cells after exposure to intensity modulated x-ray fields: DNA damage and cell survival.
    Yusuke Matsuya, Stephen J McMahon, Karl T Butterworth, Shingo Naijo, Isshi Nara, Yoshie Yachi, Ryo Saga, Masayori Ishikawa, Tatsuhiko Sato, Hiroyuki Date, Kevin M Prise
    Physics in medicine and biology, 66, 7, 075014, 075014, {IOP} Publishing, 2021年04月06日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Hypoxic cancer cells within solid tumours show radio-resistance, leading to malignant progression in fractionated radiotherapy. When prescribing dose to tumours under heterogeneous oxygen pressure with intensity-modulated radiation fields, intercellular signalling could have an impact on radiosensitivity between in-field and out-of-field cells. However, the impact of hypoxia on radio-sensitivity under modulated radiation intensity remains to be fully clarified. Here, we investigate the impact of hypoxia on in-field and out-of-field radio-sensitivities using two types of cancer cells, DU145 and H1299. Using a nBIONIX hypoxic culture kit and a shielding technique to irradiate 50% of a cell culture flask, oxygen enhancement ratios (OERs) for double-strand breaks (DSB) and cell death endpoints were determined. These in vitro measurements indicate that hypoxia impacts out-of-field cells, although the hypoxic impacts on out-of-field cells for cell survival were dose-dependent and smaller compared to those for in-field and uniformly irradiated cells. These decreased radio-sensitivities of out-of-field cells were shown as a consistent tendency for both DSB and cell death endpoints, suggesting that radiation-induced intercellular communication is of importance in advanced radiotherapy dose-distributions such as with intensity-modulated radiotherapy.
  • Stability of d-luciferin for bioluminescence to detect gene expression in freely moving mice for long durations.
    Kanako Nakajima, Kazuko Hamada, Ryoga Ito, Yukina Yoshida, Kenneth Sutherland, Masayori Ishikawa, Michitaka Ozaki, Hiroki Shirato, Toshiyuki Hamada
    Luminescence : the journal of biological and chemical luminescence, 36, 1, 94, 98, 2021年02月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Circadian disturbance of clock gene expression is a risk factor for diseases such as obesity, cancer, and sleep disorders. To study these diseases, it is necessary to monitor and analyze the expression rhythm of clock genes in the whole body for a long duration. The bioluminescent reporter enzyme firefly luciferase and its substrate d-luciferin have been used to generate optical signals from tissues in vivo with high sensitivity. However, little information is known about the stability of d-luciferin to detect gene expression in living animals for a long duration. In the present study, we examined the stability of a luciferin solution over 21 days. l-Luciferin, which is synthesized using racemization of d-luciferin, was at high concentrations after 21 days. In addition, we showed that bioluminescence of Period1 (Per1) expression in the liver was significantly decreased compared with the day 1 solution, although locomotor activity rhythm was not affected. These results showed that d-luciferin should be applied to the mouse within, at most, 7 days to detect bioluminescence of Per1 gene expression rhythm in vivo.
  • Quantitative estimation of track segment yields of water radiolysis species under heavy ions around Bragg peak energies using Geant4-DNA.
    Kentaro Baba, Tamon Kusumoto, Shogo Okada, Ryo Ogawara, Satoshi Kodaira, Quentin Raffy, Rémi Barillon, Nicolas Ludwig, Catherine Galindo, Philippe Peaupardin, Masayori Ishikawa
    Scientific reports, 11, 1, 1524, 1524, 2021年01月15日, [査読有り], [責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), We evaluate the track segment yield G' of typical water radiolysis products (eaq-, ·OH and H2O2) under heavy ions (He, C and Fe ions) using a Monte Carlo simulation code in the Geant4-DNA. Furthermore, we reproduce experimental results of ·OH of He and C ions around the Bragg peak energies (< 6 MeV/u). In the relatively high energy region (e.g., > 10 MeV/u), the simulation results using Geant4-DNA have agreed with experimental results. However, the G-values of water radiolysis species have not been properly evaluated around the Bragg peak energies, at which high ionizing density can be expected. Around the Bragg peak energy, dense continuous secondary products are generated, so that it is necessary to simulate the radical-radical reaction more accurately. To do so, we added the role of secondary products formed by irradiation. Consequently, our simulation results are in good agreement with experimental results and previous simulations not only in the high-energy region but also around the Bragg peak. Several future issues are also discussed regarding the roles of fragmentation and multi-ionization to realize more realistic simulations.
  • Mouse period1 gene expression recording from olfactory bulb under free moving conditions with a portable optic fibre device.
    Ryoga Ito, Kazuko Hamada, Shigeru Kasahara, Yoshihiro Kikuchi, Kanako Nakajima, Kenneth Sutherland, Hiroki Shirato, Michitaka Ozaki, Masayori Ishikawa, Toshiyuki Hamada
    Luminescence : the journal of biological and chemical luminescence, 35, 8, 1248, 1253, 2020年12月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Because the disruption of circadian clock gene is a risk factor in many diseases such as obesity and cancer, it is important to monitor and analyzed the expression of the rhythm of the clock gene throughout the body over a long period of time. Although we previously reported on a new gene expression analysis system tracking a target position on the body surface of freely moving mice, the experimental apparatus required a large space. We have therefore developed an in vivo recording system using a portable photomultiplier tube (PMT) system attached to an optical fibre. Directly connecting the target area with the device, we could easily measure the photon counts in a very small space. However, little information is known about the characteristics of optical fibres when exposed to twisting/looping in association with a moving mouse and the effect of the surface of optical fibre. In the present study, we report on the characteristics of optical fibres to detect gene expression rhythm in freely moving mice. Using this portable optical device directly connected with a target area, we were able to measure the circadian rhythm of clock gene expression over a prolonged period in freely moving mice in a small space.
  • An overview of the medical-physics-related verification system for radiotherapy multicenter clinical trials by the Medical Physics Working Group in the Japan Clinical Oncology Group-Radiation Therapy Study Group.
    Teiji Nishio, Mitsuhiro Nakamura, Hiroyuki Okamoto, Satoshi Kito, Toshiyuki Minemura, Shuichi Ozawa, Yu Kumazaki, Masayori Ishikawa, Naoki Tohyama, Masahiko Kurooka, Takeo Nakashima, Hidetoshi Shimizu, Ryusuke Suzuki, Satoshi Ishikura, Yasumasa Nishimura
    Journal of radiation research, 61, 6, 999, 1008, 2020年11月16日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), The Japan Clinical Oncology Group-Radiation Therapy Study Group (JCOG-RTSG) has initiated several multicenter clinical trials for high-precision radiotherapy, which are presently ongoing. When conducting multi-center clinical trials, a large difference in physical quantities, such as the absolute doses to the target and the organ at risk, as well as the irradiation localization accuracy, affects the treatment outcome. Therefore, the differences in the various physical quantities used in different institutions must be within an acceptable range for conducting multicenter clinical trials, and this must be verified with medical physics consideration. In 2011, Japan's first Medical Physics Working Group (MPWG) in the JCOG-RTSG was established to perform this medical-physics-related verification for multicenter clinical trials. We have developed an auditing method to verify the accuracy of the absolute dose and the irradiation localization. Subsequently, we credentialed the participating institutions in the JCOG multicenter clinical trials that were using stereotactic body radiotherapy (SBRT) for lungs, intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and volumetric-modulated arc therapy (VMAT) for several disease sites, and proton beam therapy (PT) for the liver. From the verification results, accuracies of the absolute dose and the irradiation localization among the participating institutions of the multicenter clinical trial were assured, and the JCOG clinical trials could be initiated.
  • Double recording system of Period1 gene expression rhythm in the olfactory bulb and liver in freely moving mouse.
    Kazuko Hamada, Akari Oota, Ryoga Ito, Shigeru Kasahara, Kanako Nakajima, Yoshihiro Kikuchi, Kenneth Sutherland, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato, Michitaka Ozaki, Toshiyuki Hamada
    Biochemical and biophysical research communications, 529, 4, 898, 903, 2020年09月03日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Clock genes express circadian rhythms in most organs. These rhythms are organized throughout the whole body, regulated by the suprachiasmatic nucleus (SCN) in the brain. Disturbance of these clock gene expression rhythms is a risk factor for diseases such as obesity and cancer. To understand the mechanism of regulating clock gene expression rhythms in vivo, multiple real time recording systems are required. In the present study, we developed a double recording system of Period1 expression rhythm in peripheral tissue (liver) and the brain. In peripheral tissue, quantification of gene expression in a steadily moving target was achieved by using a photomultiplier tube (PMT) attached to a tissue contact optical sensor (TCS). Using this technique, we were able to analyze circadian rhythms of clock gene expression over a prolonged period in the liver and olfactory bub (OB) of the brain. The present double recording system has no effect on behavioral activity or rhythm. Our novel system thus successfully quantifies clock gene expression in deep areas of the body in freely moving mice for a period sufficient to analyze circadian dynamics. In addition, our double recording system can be widely applied to many areas of biomedical research, as well as applications beyond medicine.
  • X線透視下手技における水晶体のリアルタイム被ばく計測の試み ファントム実験での検証               
    作原 祐介, 高田 剛志, 古徳 純一, 石川 正純, 近藤 浩史
    日本インターベンショナルラジオロジー学会雑誌, 35, Suppl., 169, 169, (一社)日本インターベンショナルラジオロジー学会, 2020年08月, [査読有り]
    日本語
  • Verification of dose estimation of Auger electrons emitted from Cu-64 using a combination of FNTD measurements and Monte Carlo simulations
    Tamon Kusumoto, Yusuke Matsuya, Kentaro Baba, Ryo Ogawara, Mark S. Akselrod, Jonathan Harrison, Vasiliy Fomenko, Takeshi Kai, Masayori Ishikawa, Sumitaka Hasegawa, Satoshi Kodaira
    Radiation Measurements, 132, 2020年03月, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Feasibility study on a novel tiny dosimeter using a barium titanate capacitor.
    Yuma Kuga, Ryo Ogawara, Masayori Ishikawa
    Journal of radiation research, 61, 1, 34, 43, 2020年01月23日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), In our laboratory we have confirmed that the capacitance of barium titanate-based capacitors changes due to radiation. Since a commercially available capacitor is very small and inexpensive, it may be used as a multidimensional dose meter in which a large number of capacitor elements are arranged, or may be embedded in the body and used as an in-vivo dose meter. In this study we examined the usefulness of a dosimeter using the capacitance change of a barium titanate capacitor. As a basic property, it was confirmed that the dose linearity was good. With regard to dose rate characteristics and response to fractionated irradiation, capacitance change due to aging affects measurement accuracy, but online measurement of capacitance change immediately before irradiation can be performed to correct aging effects during irradiation. By doing this, we confirmed that the dose rate characteristics and the response to fractionated radiation are improved.
  • Dose reduction and image quality improvement of chest radiography by using bone-suppression technique and low tube voltage: a phantom study.
    Satoshi Takagi, Tatsuya Yaegashi, Masayori Ishikawa
    European radiology, 30, 1, 571, 580, 2020年01月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), OBJECTIVE: To clarify the relationship between entrance surface dose (ESD) and physical image quality of original and bone-suppressed chest radiographs acquired using high and low tube voltages. METHODS: An anthropomorphic chest phantom and a 12-mm diameter spherical simulated nodule with a CT value of approximately + 100 HU were used. The lung field in the chest radiograph was divided into seven areas, and the nodule was set in a total of 66 positions. A total of 264 chest radiographs were acquired using four ESD conditions: approximately 0.3 mGy at 140 and 70 kVp and approximately 0.2 and 0.1 mGy at 70 kVp. The radiographs were processed to produce bone-suppressed images. Differences in contrast and contrast-to-noise ratio (CNR) values of the nodule between each condition and between the original and bone-suppressed images were analyzed by a two-sided Wilcoxon signed-rank test. RESULTS: In the areas not overlapping with the ribs, both contrast and CNR values were significantly increased with the bone-suppression technique (p < 0.01). In the bone-suppressed images, these values of the three conditions at 70 kVp were equal to or significantly higher than those of the condition at 140 kVp. There was no apparent decrease in these values between the ESD of approximately 0.3 and 0.1 mGy at 70 kVp. CONCLUSION: By using the shortest exposure time and the lowest tube voltage possible not to increase in blurring artifact and image noise, it is possible to improve the image quality of bone-suppressed images and reduce the patient dose. KEY POINTS: • The effectiveness of bone-suppression techniques differs in areas of lung field. • Image quality of bone-suppressed chest radiographs is improved by lower tube voltage. • Applying lower tube voltage to bone-suppressed chest radiographs leads to dose reduction.
  • [Real-time Lens Exposure Dose Measurement Using a Scintillator with Optical Fiber Dosimeter during Cardiac Catheter Operation].
    Katsuhiko Hirota, Takuro Tanaka, Naoki Iwata, Masayori Ishikawa
    Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai zasshi, 76, 8, 817, 827, 2020年, [査読有り], [国内誌]
    日本語, 研究論文(学術雑誌), In recent years, the exposure dose of the operator's eye lens during interventional radiology operations has become a problem. We therefore evaluated the feasibility of real-time lens dose measurement using scintillator with optical fiber (SOF) dosimeter. Given that the SOF dosimeter is calibrated for direct X-rays, we performed a calibration for scattered X-rays to investigate energy dependence and the accuracy of lens dose measurements. The detection limit was calculated using the Kaiser method. The SOF dosimeter and the radiophotoluminescence glass (RPLG) dosimeter were attached to the protective glasses worn by the operator, and the lens exposure dose of the operator during cardiac catheterization was measured. In the phantom experiment, the SOF dosimeter had an error rate of 5.45% based on the measured value of the ionization chamber dosimeter. The sensitivity characteristics of the SOF dosimeter were slightly reduced on the higher side of the effective energy. The difference in sensitivity was related to variations in the additional filter and energy dependency. The sensitivity difference was 18.5% at maximum. Furthermore, when the additional dose was displayed, the influence of noise on long-term measurement was considerable. Using the Kaiser method to obtain the detection limit, the accuracy of the integrated dose had SOF dosimeter error rates of 4.3% to 15.5% with respect to the integrated value of the RPLG dosimeter when calibrated by the ionization chamber dosimeter. The use of the SOF dosimeter allowed for the real-time visualization of the exposure status of the eye lens and measurements with a relatively high accuracy.
  • リアルタイム被ばく計測の試み ファントム実験での検証               
    作原 祐介, 中村 友亮, 清水 匡, 石川 正純, 高田 剛志, 古徳 純一, 近藤 浩史
    日本インターベンショナルラジオロジー学会雑誌, 34, 2, 163, 163, (一社)日本インターベンショナルラジオロジー学会, 2019年12月, [査読有り]
    日本語
  • Modalities and techniques used for stereotactic radiotherapy, intensity-modulated radiotherapy, and image-guided radiotherapy: A 2018 survey by the Japan Society of Medical Physics.
    Yuichi Akino, Naoki Tohyama, Kazuhiko Akita, Masayori Ishikawa, Ryu Kawamorita, Masahiko Kurooka, Iori Sumida, Yuji Nakaguchi, Kazunori Miyaura, Mitsuhiro Nakamura
    Physica medica : PM : an international journal devoted to the applications of physics to medicine and biology : official journal of the Italian Association of Biomedical Physics (AIFB), 64, 182, 187, 2019年08月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Over the last several decades, there have been great advances in radiotherapy with the development of new technologies and modalities, and radiotherapy trends have changed rapidly. To comprehend the current state of radiotherapy in Japan, the QA/QC 2016-2017 Committee of the Japan Society of Medical Physics set up an intensity-modulated radiotherapy/image-guided radiotherapy (IMRT/IGRT) working group and performed a Web-based survey to show the current status of radiotherapy in Japan. The Web-based questionnaire, developed using Google Forms, contained 42 items: 7 on stereotactic radiotherapy implementation, 4 on IMRT, 24 on IGRT, and 7 on respiratory motion management. The survey was conducted from 17 January to 9 March of 2018; in total, 335 institutions provided data. The results show that volumetric modulated arc therapy was used at a level comparable to that of static gantry IMRT. For IGRT, machine-integrated computed tomography (CT), including kilovoltage or megavoltage cone-beam CT and megavoltage CT, was used at many institutions in conjunction with target-based image registration. For respiratory motion management, breath holding was the most commonly used technique. Our hope is that multi-institutional surveys such as this one will be conducted periodically to elucidate the current status of radiotherapy and emerging developments in this field. If our questionnaire was distributed worldwide, in the same format, then global trends in radiotherapy could be better understood.
  • DNA damage induction during localized chronic exposure to an insoluble radioactive microparticle.
    Yusuke Matsuya, Yukihiko Satou, Nobuyuki Hamada, Hiroyuki Date, Masayori Ishikawa, Tatsuhiko Sato
    Scientific reports, 9, 1, 10365, 10365, 2019年07月17日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Insoluble radioactive microparticles emitted by the incident at the Fukushima nuclear power plant have drawn keen interests from the viewpoint of radiation protection. Cs-bearing particles have been assumed to adhere in the long term to trachea after aspirated into respiratory system, leading to heterogeneous dose distribution within healthy tissue around the particles. However, the biological effects posed by an insoluble radioactive particle remain unclear. Here, we show cumulative DNA damage in normal human lung cells proximal and distal to the particle (β-ray and γ-ray-dominant areas, respectively) under localized chronic exposure in comparison with uniform exposure. We put a Cs-bearing particle into a microcapillary tip and placed it onto a glass-base dish containing fibroblast or epithelial cells cultured in vitro. A Monte Carlo simulation with PHITS code provides the radial distribution of absorbed dose-rate around the particle, and subsequently we observed a significant change in nuclear γ-H2AX foci after 24 h or 48 h exposure to the particle. The nuclear foci in the cells distal to the particle increased even under low-dose-rate exposure compared with uniform exposure to 137Cs γ-rays, which was suppressed by a treatment with a scavenger of reactive oxygen species. In contrast, such focus formation was less manifested in the exposed cells proximal to the particle compared with uniform exposure. These data suggest that the localized exposure to a Cs-bearing particle leads to not only disadvantage to distal cells but also advantage to proximal cells. This study is the first to provide quantitative evaluation for the spatial distribution of DNA double strand breaks after the heterogeneous chronic exposure to a Cs-bearing particle in comparison with uniform Cs exposure.
  • Relationship Between Tube Voltage and Physical Image Quality of Pulmonary Nodules on Chest Radiographs Obtained Using the Bone-Suppression Technique.
    Satoshi Takagi, Tatsuya Yaegashi, Masayori Ishikawa
    Academic radiology, 26, 7, e174-e179, 2019年07月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Feasibility study on energy-dependent neutron flux monitor using multi-core SOF detector
    Masayori Ishikawa, Kentaro Baba, Ryo Ogawara, Naoto Shimizu, Yoshinori Sakurai
    2019 IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM AND MEDICAL IMAGING CONFERENCE (NSS/MIC), 2019年
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • 3D Transformation Matrix Calculation and Pixel Intensity Normalization for the Dual Focus Tracking System
    Kenneth Sutherland, Toshiyuki Hamada, Masayori Ishikawa, Naoki Miyamoto, Masahiro Mizuta, Hiroyuki Date, Hiroki Shirato
    Journal of Medical and Biological Engineering, 2019年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • IVR術施行中のリアルタイム被ばく線量測定の試み               
    石川 正純
    日本インターベンショナルラジオロジー学会誌, 32, 4, 19, 25, 2018年, [査読有り]
  • Consideration of Dose Error in Dynamic MLC IMRT Using MLC Speed Control with Dose Rate Change.
    Hideki Kojima, Makoto Takigami, Tomohiro Asano, Yasuhiro Hatanaka, Kazuhiro Aizawa, Masayori Ishikawa
    Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai zasshi, 73, 5, 382, 388, 2017年, [査読有り], [責任著者], [国内誌]
    日本語, 研究論文(学術雑誌), In dynamic multi-leaf collimator (MLC) intensity-modulated radiotherapy (IMRT), the accuracy of delivered dose is influenced by the positional accuracy of the moving MLC. In order to assess the accuracy of the delivered dose during dynamic MLC IMRT, the delivered dose error in dynamic MLC IMRT using the MLC speed control with dose rate change was investigated. Sweeping gap sequence irradiation was performed with constant MLC leaf speed at 0.6 to 5 cm/s or changed MLC speed (4 steps). The positional accuracy of the moving MLC was evaluated from the trajectory log file. Absorbed dose measurements with sweeping field (Field size: 10 cm×10 cm, MLC leaf speed: 0.6 to 2.7 cm/s, MLC leaf gap width: 0.2 to 2.0 cm) were performed. The delivered dose error at each gap width was evaluated according to MLC leaf speed change. MLC positional errors and changes in delivered dose according to MLC leaf speed were within 0.07 mm and 0.6%, respectively, for all measurements. Beam hold-off did not occur under any conditions. We confirmed that TrueBeam can regulate MLC leaf speed below the maximum limit (2.5 cm/s) by changing the dose rate in real-time during irradiation in dynamic MLC IMRT. MLC gap error during irradiation was estimated within 0.2 mm at the maximum dose rate from the results of absolute dose measurements using dynamic MLC irradiation. In conclusion, TrueBeam can use the maximum dose rate for the treatment planning of dynamic MLC IMRT, which has an advantage of shorter treatment time.
  • 医学物理分野における継続的な技術革新への期待と医療機器開発の在り方
    石川 正純
    臨床放射線, 62, 2, 257, 263, 2017年, [査読有り], [招待有り], [筆頭著者, 責任著者]
    日本語
  • 自由行動マウスの複数組織における時計遺伝子発現のin vivo追跡定量化 (Best articles of the year)               
    浜田俊幸, ケネスリーサザーランド, 石川正純, 宮本直樹, 本間さと, 白土博樹, 本間研一
    The Hokkaido Journal of Medical Science, 91, 2, 2016年11月, [査読有り]
  • Early clinical experience utilizing scintillator with optical fiber (SOF) detector in clinical boron neutron capture therapy: its issues and solutions
    Masayori Ishikawa, Tetsuya Yamamoto, Akira Matsumura, Junichi Hiratsuka, Shin-Ichi Miyatake, Itsuro Kato, Yoshinori Sakurai, Hiroaki Kumada, Shubhechha J. Shrestha, Koji Ono
    RADIATION ONCOLOGY, 11, 105, 2016年08月, [査読有り], [筆頭著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Signal pulse emulation for scintillation detectors using Geant4 Monte Carlo with light tracking simulation
    R. Ogawara, M. Ishikawa
    Review of Scientific Instruments, 87, 7, Epub. 075114, 2016年07月01日, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • In vivo imaging of clock gene expression in multiple tissues of freely moving mice.
    Toshiyuki Hamada, Kenneth Sutherland, Masayori Ishikawa, Naoki Miyamoto, Sato Honma, Hiroki Shirato, Ken-Ichi Honma
    Nature communications, 7, 11705, 11705, 2016年06月10日, [査読有り], [責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • 照射中と4DCT撮像時の肺内マーカー移動の比較
    原田慶一, 加藤徳雄, 井上哲也, 鬼丸力也, 清水伸一, 白土博樹, 鈴木隆介, 宮本直樹, 石川正純
    Japanese Journal of Radiology, 34, Supplement, 10, 10, (公社)日本医学放射線学会, 2016年02月25日
    日本語
  • 呼吸性移動の複雑さと対策:最新の動体追跡放射線治療
    宮本直樹, 高尾聖心, 原田慶一, 石川正純, 鈴木隆介, 松浦妙子, 牧永彩乃, 井上哲也, 加藤徳雄, 清水伸一, 鬼丸力也, 白土博樹
    日本放射線腫瘍学会高精度放射線外部照射部会学術大会プログラム・抄録集, 29th, 46, 2016年
    日本語
  • Optimization of helical acquisition parameters to preserve uniformity of mouse whole body using multipinhole collimator in single-photon emission computed tomography
    Naoyuki Ukon, Naoki Kubo, Masayori Ishikawa, Songji Zhao, Nagara Tamaki, Yuji Kuge
    Results in Physics, 6, 659, 663, 2016年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Feasibility study on signal separation for spontaneous alpha decay in LaBr3:Ce scintillator by signal peak-to-charge discrimination
    R. Ogawara, M. Ishikawa
    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 86, 8, Epub. 085108, 2015年08月, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Application of radiosurgical techniques to produce a primate model of brain lesions.
    Jun Kunimatsu, Naoki Miyamoto, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato, Masaki Tanaka
    Frontiers in systems neuroscience, 9, APR, 67, 67, Frontiers Research Foundation, 2015年04月24日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Development of a wavelength-separated type scintillator with optical fiber (SOF) dosimeter to compensate for the Cerenkov radiation effect
    Masayori Ishikawa, Naomi Nagase, Taeko Matsuura, Junichi Hiratsuka, Ryusuke Suzuki, Naoki Miyamoto, Kenneth Lee Sutherland, Katsuhisa Fujita, Hiroki Shirato
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 56, 2, 372, 381, 2015年03月, [査読有り], [筆頭著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Application of an ultraminiature thermal neutron monitor for irradiation field study of accelerator-based neutron capture therapy
    Masayori Ishikawa, Kenichi Tanaka, Satrou Endo, Masaharu Hoshi
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 56, 2, 391, 396, 2015年03月, [査読有り], [筆頭著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Activating transcription factor 5 enhances radioresistance and malignancy in cancer cells
    Seiichiro Ishihara, Motoaki Yasuda, Akihiro Ishizu, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato, Hisashi Haga
    ONCOTARGET, 6, 7, 4602, 4614, 2015年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A motion-compensated image filter for low-dose fluoroscopy in a real-time tumor-tracking radiotherapy system
    Naoki Miyamoto, Masayori Ishikawa, Kenneth Sutherland, Ryusuke Suzuki, Taeko Matsuura, Chie Toramatsu, Seishin Takao, Hideaki Nihongi, Shinichi Shimizu, Kikuo Umegaki, Hiroki Shirato
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 56, 1, 186, 196, 2015年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • 【放射線治療活用BOOK 2014】 (DIVISION-3)これからの放射線治療の展望 最新の動体追跡放射線治療装置               
    宮本 直樹, 石川 正純, 松浦 妙子, 井上 哲也, 加藤 徳雄, 清水 伸一, 鬼丸 力也, 梅垣 菊男, 白土 博樹
    Rad Fan, 12, 15, 75, 77, (株)メディカルアイ, 2014年12月
    日本語
  • Design, development of water tank-type lung phantom and dosimetric verification in institutions participating in a phase I study of stereotactic body radiation therapy in patients with T2N0M0 non-small cell lung cancer: Japan Clinical Oncology Group trial (JCOG0702)
    Teiji Nishio, Hiroki Shirato, Masayori Ishikawa, Yuki Miyabe, Satoshi Kito, Yuichirou Narita, Rikiya Onimaru, Satoshi Ishikura, Yoshinori Ito, Masahiro Hiraoka
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 55, 3, 600, 607, 2014年05月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Coating extracellular matrix proteins on a (3-aminopropyl)triethoxysilane-treated glass substrate for improved cell culture
    Hiro-taka Masuda, Seiichiro Ishihara, Ichiro Harada, Takeomi Mizutani, Masayori Ishikawa, Kazushige Kawabata, Hisashi Haga
    BIOTECHNIQUES, 56, 4, 172, 179, 2014年04月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • 北海道大学病院における髄膜腫に対する強度変調放射線治療(IMRT)の初期成績
    西川由記子, 原田慶一, 西岡健太郎, 安田耕一, 井上哲也, 土屋和彦, 小野寺俊輔, 木下留美子, 加藤徳雄, 清水伸一, 鬼丸力也, 白土博樹, 鈴木隆介, 石川正純
    Jpn J Radiol, 32, Supplement, 5, 5, (公社)日本医学放射線学会, 2014年02月25日
    日本語
  • Clinical application of scintillator with optical fiber detector as a real-time thermal neutron monitor during boron neutron capture therapy               
    M.Ishikawa, K.Ono, A.Matsumura, T.Yamamoto, J.Hiratsuka, S.Miyatake, I.Kato, Y.Sakurai, H.Kumada
    Book of Abstracts for the 7th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics, The Korean Society of Medical Physics, 129, 2014年
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Dose-volume analysis for respiratory toxicity in intrathoracic esophagealcancer patients treated with definitive chemoradiotherapy using extended fields
    Satoshi Tanabe, Miyako Myojin, Shinichi Shimizu, Masaharu Fujino, Hiroaki Takahashi, Hiroki Shirato, Yoichi M. Ito, Masayori Ishikawa, Masao Hosokawa
    Journal of Radiation Research, 54, 6, 1085, 1094, 2013年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Lung cancer cells that survive ionizing radiation show increased integrin α2β1- and EGFR-dependent invasiveness.
    Li X, Ishihara S, Yasuda M, Nishioka T, Mizutani T, Ishikawa M, Kawabata K, Shirato H, Haga H
    PloS one, 8, 8, e70905, 2013年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • β1-Integrin via NF-κB signaling is essential for acquisition of invasiveness in a model of radiation treated in situ breast cancer.
    Nam JM, Ahmed KM, Costes S, Zhang H, Onodera Y, Olshen AB, Hatanaka KC, Kinoshita R, Ishikawa M, Sabe H, Shirato H, Park CC
    Breast cancer research : BCR, 15, 4, R60, 2013年07月25日, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • 医療情報誘導治療の最新 リアルタイム4次元放射線治療の―スーパー特区の成果―
    白土博樹, 鬼丸力也, 清水伸一, 石川正純, 宮本直樹, SUTHERLAND Ken, 鈴木隆介, 寅松千枝
    映像情報Medical, 45, 7, 619, 623, 2013年07月01日
    日本語
  • Integration of a real-time tumor monitoring system into gated proton spot-scanning beam therapy: An initial phantom study using patient tumor trajectory data
    Taeko Matsuura, Naoki Miyamoto, Shinichi Shimizu, Yusuke Fujii, Masumi Umezawa, Seishin Takao, Hideaki Nihongi, Chie Toramatsu, Kenneth Sutherland, Ryusuke Suzuki, Masayori Ishikawa, Rumiko Kinoshita, Kenichiro Maeda, Kikuo Umegaki, Hiroki Shirato
    MEDICAL PHYSICS, 40, 7, 071729, 2013年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • What is the appropriate size criterion for proton radiotherapy for hepatocellular carcinoma? A dosimetric comparison of spot-scanning proton therapy versus intensity-modulated radiation therapy
    Chie Toramatsu, Norio Katoh, Shinichi Shimizu, Hideaki Nihongi, Taeko Matsuura, Seishin Takao, Naoki Miyamoto, Ryusuke Suzuki, Kenneth Sutherland, Rumiko Kinoshita, Rikiya Onimaru, Masayori Ishikawa, Kikuo Umegaki, Hiroki Shirato
    RADIATION ONCOLOGY, 8, 48, 2013年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • フィルム線量解析における読取装置不安定性に起因する誤差の低減方法               
    石川 正純, 小島 秀樹, 橘 英伸, 鈴木 隆介, 峯村 俊行, 遠山 尚紀, 成田 雄一郎, 西尾 禎治, 石倉 聡
    日本医学放射線学会学術集会抄録集, 72回, S407, S407, (公社)日本医学放射線学会, 2013年02月
    日本語
  • beta 1-integrin via NF-kappa B signaling is essential for acquisition of invasiveness in a model of radiation treated in situ breast cancer
    Jin-Min Nam, Kazi M. Ahmed, Sylvain Costes, Hui Zhang, Yasuhito Onodera, Adam B. Olshen, Kanako C. Hatanaka, Rumiko Kinoshita, Masayori Ishikawa, Hisataka Sabe, Hiroki Shirato, Catherine C. Park
    BREAST CANCER RESEARCH, 15, 4, 2013年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Can 4DCT Imaging Predict Lung Motion During Stereotactic Body Radiation Therapy?
    Harada K, Katoh N, Suzuki R, Inoue T, Omimaru R, Shimizu S, Miyamoto N, Ishikawa M, Shirato H
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 87, 2, S67, 2013年, [査読有り]
  • マルチベンダに対応した放射線治療計画管理システムの開発               
    辻 真太朗, 谷川原 綾子, 鈴木 隆介, 宮崎 智夫, 藤田 勝久, 石川 正純, 白土 博樹
    医療情報学連合大会論文集, 32回, 1444, 1445, (一社)日本医療情報学会, 2012年11月
    日本語
  • Simulation for a Real-time Positioning System for Radiotherapy Based on Annihilation Gamma-rays’ Detection from a Radiopharmaceutical Concentrated Tumor
    Kaneko JH, Takada E, Hara Y, Fujita F, Yamaguchi T, Kubo N, Ishikawa M, Shirato H
    PROGRESS IN NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY, 3, 124, 126, Atomic Energy Society of Japan, 2012年10月, [査読有り]
    英語
  • 一方向X線透視による低被曝・省スペース型動体追跡装置の開発
    宮本直樹, 石川正純, SUTHERLAND Kenneth, 鈴木隆介, 松浦妙子, 高尾聖心, 寅松千枝, 二本木英明, 清水伸一, 梅垣菊男, 白土博樹
    医学物理 Supplement, 32, 3, 281, 282, 2012年09月13日
    日本語
  • 体内複数マーカを用いた高精度ゲーティング照射法の基礎検討
    大友可奈子, 宮本直樹, SUTHERLAND Kenneth, 鈴木隆介, 松浦妙子, 鬼丸力也, 清水伸一, 梅垣菊男, 白土博樹, 石川正純
    医学物理 Supplement, 32, 3, 155, 156, 2012年09月13日
    日本語
  • 陽子線スキャニング照射における体内マーカーによる線量遮蔽のTCPを用いた評価
    前田憲一郎, 松浦妙子, 高尾聖心, SUTHERLAND Kenneth, 寅松千枝, 二本木英明, 宮本直樹, 石川正純, 清水伸一, 梅垣菊男, 白土博樹
    医学物理 Supplement, 32, 3, 101, 102, 2012年09月13日
    日本語
  • Biological effect of dose distortion by fiducial markers in spot-scanning proton therapy with a limited number of fields: A simulation study
    Taeko Matsuura, Kenichiro Maeda, Kenneth Sutherland, Taisuke Takayanagi, Shinichi Shimizu, Seishin Takao, Naoki Miyamoto, Hideaki Nihongi, Chie Toramatsu, Yoshihiko Nagamine, Rintaro Fujimoto, Ryusuke Suzuki, Masayori Ishikawa, Kikuo Umegaki, Hiroki Shirato
    MEDICAL PHYSICS, 39, 9, 5584, 5591, 2012年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A New Brain Positron Emission Tomography Scanner With Semiconductor Detectors for Target Volume Delineation and Radiotherapy Treatment Planning in Patients With Nasopharyngeal Carcinoma
    Norio Katoh, Koichi Yasuda, Tohru Shiga, Masakazu Hasegawa, Rikiya Onimaru, Shinichi Shimizu, Gerard Bengua, Masayori Ishikawa, Nagara Tamaki, Hiroki Shirato
    INTERNATIONAL JOURNAL OF RADIATION ONCOLOGY BIOLOGY PHYSICS, 82, 4, E671, E676, 2012年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Real-time 4-D radiotherapy for lung cancer
    Hiroki Shirato, Rikiya Onimaru, Masayori Ishikawa, Jun-ichi Kaneko, Tsuguhide Takeshima, Kenta Mochizuki, Shinichi Shimizu, Kikuo Umegaki
    CANCER SCIENCE, 103, 1, 1, 6, 2012年01月, [査読有り]
    英語
  • Real-time Tumor-tracking Radiation Therapy for Lymphoma of the Stomach
    Katoh N, Suzuki R, Shimizu S, Inoue T, Yasuda K, Onimaru R, Kimura R, Kato M, Ishikawa M, Shirato H
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 84, 3, S722, 2012年, [査読有り]
  • Simulation for a Real-time Positioning System for Radiotherapy Based on Annihilation               
    Junichi H. Kaneko, Eiji Takada, Yu Hara, Fumiyuki Fujita, Toru Yamaguchi, Naoki Kubo, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato
    Progress in Nuclear Science and Technology, 3, 104, 108, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌), (全体概要)

    腫瘍に対する放射線治療の際に呼吸等によって腫瘍が移動し、治療用放射線が正常組織に照射されることがある。それを防ぐために少数の放射線検出器で腫瘍の移動を測定し、特定の位置に腫瘍があるときのみ治療用放射線を照射するシステムについて検討し、可能性を示した。

    (担当部分概要)pp.124-126

    可能性検討全般に参加した。

    (著者:Junichi H. Kaneko, Eiji Takada, Yu Hara, Fumiyuki Fujita, Toru Yamaguchi, Naoki Kubo, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato)
  • Improvement of tracking accuracy and stability by recursive image processing in real-time tumor-tracking radiotherapy system
    Naoki Miyamoto, Kenneth Sutherland, Ryusuke Suzuki, Taeko Matsuura, Chie Toramatsu, Seishin Takao, Hideaki Nihongi, Rumiko Kinoshita, Shinichi Shimizu, Rikiya Onimaru, Kikuo Umegaki, Hiroki Shirato, Masayori Ishikawa
    MEDICAL IMAGING 2012: IMAGE-GUIDED PROCEDURES, ROBOTIC INTERVENTIONS, AND MODELING, 8316, 83160, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • ACCURATE ANALYSIS OF THE CHANGE IN VOLUME, LOCATION, AND SHAPE OF METASTATIC CERVICAL LYMPH NODES DURING RADIOTHERAPY
    Seishin Takao, Shigeru Tadano, Hiroshi Taguchi, Koichi Yasuda, Rikiya Onimaru, Masayori Ishikawa, Gerard Bengua, Ryusuke Suzuki, Hiroki Shirato
    INTERNATIONAL JOURNAL OF RADIATION ONCOLOGY BIOLOGY PHYSICS, 81, 3, 871, 879, 2011年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Optimization of fluoroscopy parameters using pattern matching prediction in the real-time tumor-tracking radiotherapy system
    Naoki Miyamoto, Masayori Ishikawa, Gerard Bengua, Kenneth Sutherland, Ryusuke Suzuki, Suguru Kimura, Shinichi Shimizu, Rikiya Onimaru, Hiroki Shirato
    PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, 56, 15, 4803, 4813, 2011年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Long-term Outcomes of Fractionated Stereotactic Radiotherapy for Intracranial Skull Base Benign Meningiomas in Single Institution
    Shunsuke Onodera, Hidefumi Aoyama, Norio Katoh, Hiroshi Taguchi, Kouichi Yasuda, Daisuke Yoshida, Ken Surtherland, Ryusuke Suzuki, Masayori Ishikawa, Bengua Gerard, Shunsuke Terasaka, Hiroki Shirato
    JAPANESE JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY, 41, 4, 462, 468, 2011年04月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A feasibility study of a molecular-based patient setup verification method using a parallel-plane PET system
    Satoshi Yamaguchi, Masayori Ishikawa, Gerard Bengua, Kenneth Sutherland, Teiji Nishio, Satoshi Tanabe, Naoki Miyamoto, Ryusuke Suzuki, Hiroki Shirato
    PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, 56, 4, 965, 977, 2011年02月, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Detection of patient setup errors with a portal image - DRR registration software application
    Kenneth Sutherland, Masayori Ishikawa, Gerard Bengua, Yoichi M. Ito, Yoshiko Miyamoto, Hiroki Shirato
    JOURNAL OF APPLIED CLINICAL MEDICAL PHYSICS, 12, 3, 2, 15, 2011年, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Optimization of fluoroscopy parameters using pattern matching prediction in the real-time tumor-tracking radiotherapy system
    Miyamoto, N., Ishikawa, M., Bengua, G., Sutherland, K., Suzuki, R., Kimura, S., Shimizu, S., Onimaru, R., Shirato, H.
    Physics in Medicine and Biology, 56, 15, 4803, 13, 2011年, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Accurate analysis of the change in volume, location, and shape of metastatic cervical lymph nodes during radiotherapy
    Takao, S., Tadano, S., Taguchi, H., Yasuda, K., Onimaru, R., Ishikawa, M., Bengua, G., Suzuki, R., Shirato, H.
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 81, 3, 871, 9, 2011年, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • RADIATION PNEUMONITIS AFTER HYPOFRACTIONATED RADIOTHERAPY: EVALUATION OF THE LQ(L) MODEL AND DIFFERENT DOSE PARAMETERS
    Gerben R. Borst, Masayori Ishikawa, Jasper Nijkamp, Michael Hauptmann, Hirk Shirato, Gerard Bengua, Rikiya Onimaru, A. de Josien Bois, Joos V. Lebesque, Jan-Jakob Sonke
    INTERNATIONAL JOURNAL OF RADIATION ONCOLOGY BIOLOGY PHYSICS, 77, 5, 1596, 1603, 2010年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Measurement of microdosimetric spectra produced from a 290 MeV/n Spread Out Bragg Peak carbon beam
    Satoru Endo, Masashi Takada, Hiroki Tanaka, Yoshihiko Onizuka, Kenichi Tanaka, Nobuyuki Miyahara, Hiromi Baba, Ayumu Oishi, Masayori Ishikawa, Masaharu Hoshi, Shinzo Kimura, Masakazu Minematsu, Yuki Morimune, Yasuaki Kojima, Kiyoshi Shizuma
    RADIATION AND ENVIRONMENTAL BIOPHYSICS, 49, 3, 469, 475, 2010年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • EVALUATION OF THE EFFECTIVENESS OF THE STEREOTACTIC BODY FRAME IN REDUCING RESPIRATORY INTRAFRACTIONAL ORGAN MOTION USING THE REAL-TIME TUMOR-TRACKING RADIOTHERAPY SYSTEM
    Gerard Bengua, Masayori Ishikawa, Kenneth Sutherland, Kenji Horita, Rie Yamazaki, Katsuhisa Fujita, Rikiya Onimaru, Noriwo Katoh, Tetsuya Inoue, Shunsuke Onodera, Hiroki Shirato
    INTERNATIONAL JOURNAL OF RADIATION ONCOLOGY BIOLOGY PHYSICS, 77, 2, 630, 636, 2010年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Paternal monoenergetic neutron exposure results in abnormal sperm, and embryonal lethality and transgenerational tumorigenesis in mouse F-1 offspring
    Hiromitsu Watanabe, Megumi Toyoshima, Masayori Ishikawa, Kenji Kamiya
    ONCOLOGY REPORTS, 23, 5, 1351, 1360, 2010年05月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • High Dose Three-Dimensional Conformal Boost Using the Real-Time Tumor Tracking Radiotherapy System in Cervical Cancer Patients Unable to Receive Intracavitary Brachytherapy
    Hee Chul Park, Shinichi Shimizu, Akio Yonesaka, Kazuhiko Tsuchiya, Yasuhiko Ebina, Hiroshi Taguchi, Norio Katoh, Rumiko Kinoshita, Masayori Ishikawa, Noriaki Sakuragi, Hiroki Shirato
    YONSEI MEDICAL JOURNAL, 51, 1, 93, 99, 2010年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A parameter study of pencil beam proton dose distributions for the treatment of ocular melanoma utilizing spot scanning
    Kenneth Sutherland, Satoshi Miyajima, Hiroyuki Date, Hiroki Shirato, Masayori Ishikawa, Masao Murakami, Mitsuru Yamagiwa, Paul Bolton, Toshiki Tajima
    Radiological Physics and Technology, 3, 1, 16, 22, 1, 2010年01月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Radiation pneumonitis after hypofractionated radiotherapy: Evaluation of the LQ(L) model and different dose parameters
    Borst, G.R., Ishikawa, M., Nijkamp, J., Hauptmann, M., Shirato, H., Bengua, G., Onimaru, R., De Josien Bois, A., Lebesque, J.V., Sonke, J.-J.
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 77, 5, 1596, 603, 2010年, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Evaluation of the effectiveness of the stereotactic body frame in reducing respiratory intrafractional organ motion using the real-time tumor-tracking radiotherapy system.
    Bengua G, Ishikawa M, Sutherland K, Horita K, Yamazaki R, Fujita K, Onimaru R, Katoh N, Inoue T, Onodera S, Shirato H
    Int J Radiat Oncol Biol Phys, 77, 2, 630, 6, 2010年, [査読有り]
  • Stereotactic Radiotherapy for Intracranial Nonacoustic Schwannomas Including Facial Nerve Schwannoma
    Kentaro Nishioka, Daisuke Abo, Hidefumi Aoyama, Yasushi Furuta, Rikiya Onimaru, Shunsuke Onodera, Yutaka Sawamura, Masayori Ishikawa, Satoshi Fukuda, Hiroki Shirato
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 75, 5, 1415, 1419, 5, 2009年12月01日, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Development of a miniature neutron beam monitor for boron neutron capture therapy               
    M., Komeda, H., Kumada, M., Ishikawa, T., Nakamura, K., Yamamoto, A., Matsumura
    Applied Radiation and Isotopes, 67, 254-257, Elsevier, 2009年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Radiation pneumonitis in patients treated for malignant pulmonary lesions with hypofractionated radiation therapy
    Gerben R. Borst, Masayori Ishikawa, Jasper Nijkamp, Michael Hauptmann, Hiroki Shirato, Rikiya Onimaru, Michel M. van den Heuvel, Jose Belderbos, Joos V. Lebesque, Jan-Jakob Sonke
    RADIOTHERAPY AND ONCOLOGY, 91, 3, 307, 313, 2009年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A feasibility study of novel plastic scintillation dosimetry with pulse-counting mode
    M. Ishikawa, G. Bengua, K. L. Sutherland, J. Hiratsuka, N. Katoh, S. Shimizu, H. Aoyama, K. Fujita, R. Yamazaki, K. Horita, H. Shirato
    PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, 54, 7, 2079, 2092, 2009年04月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Measurement of (63)Ni produced in Cu samples by the Hiroshima atomic bomb (vol 273, pg 517, 2007)
    S. Shibata, K. Takamiya, Y. Ota, N. Nogawa, Y. Ito, T. Shibata, M. Hoshi, S. Endo, H. Hasai, S. Fujita
    JOURNAL OF RADIOANALYTICAL AND NUCLEAR CHEMISTRY, 279, 2, 699, 699, 2009年02月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Stereotactic radiotherapy for intracranial nonacoustic schwannomas including facial nerve schwannoma.
    Nishioka K, Abo D, Aoyama H, Furuta Y, Onimaru R, Onodera S, Sawamura Y, Ishikawa M, Fukuda S, Shirato H
    Int J Radiat Oncol Biol Phys, 75, 5, 1415, 9, 2009年, [査読有り]
  • Radiation pneumonitis in patients treated for malignant pulmonary lesions with hypofractionated radiation therapy.
    Borst G. R, Ishikawa M, Nijkamp J, Hauptmann M, Shirato H, Onimaru R, van den Heuvel M. M, Belderbos J, Lebesque J. V, Sonke J. J
    Radiother Oncol, 91, 3, 307, 13, 2009年, [査読有り]
  • Can the Real-time Tumor-tracking Radiotherapy Give the Planned Dose to the Tumor? DVH Analysis Based on Measured Real-time Tracking Data
    Ishikawa M, Sutherland KL, Bengua G, Suzuki R, Miyamoto N, Katoh N, Shimizu S, Onimaru R, Aoyama H, Shirato
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 75, 3, S590, S591, 2009年, [査読有り]
  • A real-time dynamic-MLC control algorithm for delivering IMRT to targets undergoing 2D rigid motion in the beam's eye view
    Ryan McMahon, Ross Berbeco, Seiko Nishioka, Masayori Ishikawa, Lech Papiez
    MEDICAL PHYSICS, 35, 9, 3875, 3888, 2008年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Real-time tumor-tracking radiotherapy for adrenal tumors
    Norio Katoh, Rikiya Onimaru, Yusuke Sakuhara, Daisuke Abo, Shinichi Shimizu, Hiroshi Taguchi, Yoshiaki Watanabe, Nobuo Shinohara, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato
    RADIOTHERAPY AND ONCOLOGY, 87, 3, 418, 424, 2008年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Three-dimensional intrafractional motion of breast during tangential breast irradiation monitored with high-sampling frequency using a real-time tumor-tracking radiotherapy system
    Rumiko Kinoshita, Shinichi Shimizu, Hiroshi Taguchi, Norio Katoh, Masaharu Fujino, Rikiya Onimaru, Hidefumi Aoyama, Fumi Katoh, Tokuhiko Omatsu, Masayori Ishikawa, Hiroki Shirato
    INTERNATIONAL JOURNAL OF RADIATION ONCOLOGY BIOLOGY PHYSICS, 70, 3, 931, 934, 2008年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • RTRT-based evaluation of the effectiveness of the stereotactic body frame in reducing intrafraction organ motion
    Bengua G, Ishikawa M, Sutherland K, Horita K, Yamazaki R, Fujita K, Onimaru R, Shimizu S, Shirato
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 72, 1, S610, S611, 2008年, [査読有り]
  • A new positron emission tomography with semiconductor detectors for target volume delineation and radiotherapy treatment planning in patients with nasopharyngeal carcinoma
    Katoh N, Shiga T, Hasegawa M, Onimaru R, Yasuda K, Shimizu S, Bengua G, Ishikawa M, Tamaki N, Shirato
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 72, 1, S589, S590, 2008年, [査読有り]
  • Microdosimetric evaluation of secondary particles in a phantom produced by carbon 290 MeV/nucleon ions at HIMAC
    Satoru Endo, Masashi Takada, Yoshihiko Onizuka, Kenichi Tanaka, Naoko Maeda, Masayori Ishikawa, Nobuyuki Miyahara, Naofumi Hayabuchi, Kiyoshi Shizuma, Masaharu Hoshi
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 48, 5, 397, 406, 2007年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Microdosimetric study for secondary neutrons in phantom produced by a 290 MeV/nucleon carbon beam
    Satoru Endo, Kenichi Tanaka, Masashi Takada, Yoshihiko Onizuka, Nobuyuki Miyahara, Tatsuhiko Sato, Masayori Ishikawa, Naoko Maeda, Naofurni Hayabuchi, Kiyoshi Shizuma, Masaharu Hoshi
    MEDICAL PHYSICS, 34, 9, 3571, 3578, 2007年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Tumor induction by monoenergetic neutrons in B6C3F1 mice
    Hiromitsu Watanabe, Naoki Kashimoto, Junko Kajimura, Masayori Ishikawa, Kenji Kamiya
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 48, 3, 205, 210, 2007年05月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Feasibility study of real-time tumor-tracking radiotherapy for adrenal tumors: Three-dimensional movement of internal fiducial gold markers measured in supine and prone patient positions
    Katoh N, Onimaru R, Shimizu S, Abo D, Sakuhara Y, Taguchi H, Osaka Y, Gerard B, Ishikawa M, Shirato
    International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 69, 3, S675, 2007年, [査読有り]
  • Microdosimetric evaluation of the 400 MeV/nucleon carbon beam at HIMAC
    S Endo, K Tanaka, M Ishikawa, M Hoshi, Y Onizuka, M Takada, H Yamaguchi, N Hayabuchi, N Maeda, K Shizuma
    MEDICAL PHYSICS, 32, 12, 3843, 3848, 2005年12月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Development of a wide-range paired scintillator with optical fiber neutron monitor for BNCT irradiation field study
    M Ishikawa, H Kumada, K Yamamoto, J Kaneko, G Bengua, H Unesaki, Y Sakurai, K Tanaka, T Kosako
    NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 551, 2-3, 448, 457, 2005年10月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • [Feasibility study on a noninvasive measurement system for boron concentration.].
    Ishikawa M, Hirasawa M, Tomitani T, Murayama H, Hoshi M
    Igaku butsuri : Nihon Igaku Butsuri Gakkai kikanshi = Japanese journal of medical physics : an official journal of Japan Society of Medical Physics, 25, 1, 3, 12, 1, 2005年, [査読有り]
    日本語, The kinematics of boron compounds in vivo is crucial to fully and safely utilize boron neutron capture therapy. In this paper, we proposed a prompt gamma-ray Compton scatter camera (PG-CSC), which can evaluate the 3-D kinematics of boron compounds without invasion. This PG-CSC combines a Compton camera with prompt gamma-ray analysis. The results of its design optimization and tests using simulations showed that one-hour-measurement was sufficient to evaluate a 3-D boron concentration distribution in a rat's brain with the resolution of 1mm in FWHM.
  • An ultra-long global-local grouping 1-D MSGC for very-large-area gas detector
    Hisako Niko, Hiroyuki Takahashi, Kaoru Fujita, Masaharu Nakazawa, Masayori Ishikawa, Michihiro Furusaka, Takashi Ino, Masakazu Kanazawa
    IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 2, 1205, 1207, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Application of an ultra-miniature thermal neutron monitor for BNCT irradiation field study
    Masayori Ishikawa, Hiroaki Kumada, Kazuyoshi Yamamoto, Junichi H. Kaneko, Hiroyuki Takahashi
    IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 5, 2917, 2919, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • 中性子捕捉療法のための熱中性子リアルタイムモニタの開発               
    石川正純, 熊田博明, 小野公二, 櫻井良憲, 町島祐一, 高橋浩之
    Ionizing Radiation, 31, 4, 279, 286, 2005年, [査読有り]
  • Motivation Styles to Speak Out, Decision Rules, and Group Size as Determinants of Group Decision Making: Simulation of Meetings
    Nireka Adachi, Masayori Ishikawa, Koichi E. Okamoto
    GAMING, SIMULATIONS, AND SOCIETY, 149, 158, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • An ultra-long global-local grouping 1-D MSGC for very-large-area gas detector
    Hisako Niko, Hiroyuki Takahashi, Kaoru Fujita, Masaharu Nakazawa, Masayori Ishikawa, Michihiro Furusaka, Takashi Ino, Masakazu Kanazawa
    2005 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Vols 1-5, 1205, 1207, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Application of an ultra-miniature thermal neutron monitor for BNCT irradiation field study
    Masayori Ishikawa, Hiroaki Kumada, Kazuyoshi Yamamoto, Junichi H. Kaneko, Hiroyuki Takahashi
    2005 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Vols 1-5, 5, 2917, 2919, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Development of real-time thermal neutron monitor using boron-loaded plastic scintillator with optical fiber for boron neutron capture therapy
    M Ishikawa, K Ono, Y Sakurai, H Unesaki, A Uritani, G Bengua, T Kobayashi, K Tanaka, T Kosako
    APPLIED RADIATION AND ISOTOPES, 61, 5, 775, 779, 2004年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Upgrade of scintillator with optical fiber detector for real-time neutron flux monitor using compensation of gamma-ray and dead-time correction               
    M. Ishikawa, K. Ono, H. Unesaki, T. Kobayashi, Y. Sakurai, K. Tanaka, T. Kosako
    KURRI Progress Report, 126-, 2004年, [査読有り]
    英語
  • セミパラチンスクの核実験場近郊住民の放射線影響               
    星 正治, 高田 純, 金 隆史, 石川 正純, 川野 徳幸, 峠岡 康幸, 新田 由美子, イリダナ・テレウハン, 岡本 哲治, 武市 宣雄, 山田 英雄, ヴァレリ・ステパネンコ, 早川 式彦, 木村 昭郎, 山本 政儀, 吉川 勲, 高辻 俊宏, ナイラ・チャイジュヌソバ, カズベック・アプサリコフ, ボリス・グシェフ, ムラト・テレウオフ, ザクシバ・ズマジーロフ, 片山 博昭, 豊田 新
    広島大学原爆放射線医科学研究所年報, 44, 141, 141, 広島大学原爆放射線医科学研究所, 2003年09月
    日本語
  • Measurement of residual Eu-152 activity induced by atomic bomb neutrons in Nagasaki and the contribution of environmental neutrons to this activity
    K Shizuma, S Endo, M Hoshi, J Takada, M Ishikawa, K Iwatani, H Hasai, T Oka, S Fujita, T Watanabe, T Yamashita, T Imanaka
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 44, 2, 133, 139, 2003年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Energy-dependent RBE of neutrons to induce micronuclei in root-tip cells of Allium cepa onion irradiated as dry dormant seeds and seedlings
    W Zhang, K Fujikawa, S Endo, M Ishikawa, M Ohtaki, H Ikeda, M Hoshi
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 44, 2, 171, 177, 2003年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Development of real-time thermal neutron flux monitor during boron neutron capture therapy               
    M. Ishikawa, K. Ono, H. Unesaki, T. Kobayashi, Y. Sakurai, K. Tanaka, T. Kosako
    KURRI Progress Report, 140, 2003年04月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Change of radiation quality on lateral direction
    Y. Onizuka, S. Endo, M. Ishikawa, M. Hoshi, S. Sakurai, T. Kobayashi, H. Utsumi, N. Hayabuchi, T. Takatsuji, H. Yamaguchi, M. Takada, K. Fujikawa, N. Maeda, K. Tanaka
    KURRI Progress Report, 122, 2003年04月01日
  • Dosimetry of fission neutrons in a 1-W reactor, UTR-KINKI
    S Endo, E Yoshida, Y Yoshitake, T Horiguchi, WY Zhang, K Fujikawa, M Hoshi, T Itoh, M Ishikawa, K Shizuma
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 43, 4, 381, 386, 2002年12月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Relative biological effectiveness of fission neutrons for producing micronuclei in the root-tip cells of onion seedlings after irradiation as dry seeds
    WY Zhang, S Endo, M Ishikawa, H Ikeda, M Hoshi
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 43, 4, 397, 403, 2002年12月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Irradiation characteristics of BNCT using near-threshold Li-7(p, n)Be-7 direct neutrons: application to intra-operative BNCT for malignant brain tumours
    K Tanaka, T Kobayashi, Y Sakurai, Y Nakagawa, M Ishikawa, M Hoshi
    PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, 47, 16, 3011, 3032, 2002年08月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • NbSi2 coating on niobium using molten salt
    RO Suzuki, M Ishikawa, K Ono
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, 336, 1-2, 280, 285, 2002年04月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Feasibility study for accelerator-based intra-operative BNCT using near-threshold Li-7(p,n) Be-7 direct neutrons
    K Tanaka, T Kobayashi, Y Nakagawa, Y Sakurai, M Ishikawa, M Hoshi
    RESEARCH AND DEVELOPMENT IN NEUTRON CAPTURE THERAPY, 213, 219, 2002年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Real-time estimation of neutron flux during BNCT treatment using plastic scintillation detector with optical fiber
    M Ishikawa, N Unesaki, T Kobayashi, Y Sakurai, K Tanaka, S Endo, M Hoshi
    RESEARCH AND DEVELOPMENT IN NEUTRON CAPTURE THERAPY, 443, 447, 2002年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • The Feasibility of Intra-Operative BNCT using Near-Threshold 7Li(p、n)7Be Direct Neutrons               
    T.Kobayashi, K.Tanaka, Y.Sakurai, Y.Nakagawa, M.Ishikawa, M.Hoshi
    KURRI Prog. Rep, 2001, 166, 0, 2002年
    英語, 研究論文(大学,研究機関等紀要)
  • The Validation of the Simulation Calculation Method for the Near-threshold 7Li(p、n)7Be and 7Li(p、p’g)7Li Reactions in BNCT               
    T.Kobayashi, K.Tanaka, Y.Sakurai, Y.Nakagawa, M.Ishikawa, M.Hoshi
    KURRI Prog. Rep, 2001, 167, 0, 2002年
    英語, 研究論文(大学,研究機関等紀要)
  • Optimization technique for a prompt gamma-ray SPECT collimator system
    M Ishikawa, T Kobayashi, Y Sakurai, K Kanda
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH, 42, 4, 387, 400, 2001年12月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Analytical evaluating method of B-10(n,ay)Li-7 prompt gamma-ray spectrum for measuring absorbed dose distribution in boron neutron capture therapy
    M Ishikawa, T Kobayashi, K Kanda
    FRONTIERS IN NEUTRON CAPTURE THERAPY, VOLS 1 AND 2, 1145, 1149, 2001年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Real-time absorbed dose estimation system for BNCT by PG-SPECT
    T Kobayashi, Y Sakurai, M Ishikawa
    FRONTIERS IN NEUTRON CAPTURE THERAPY, VOLS 1 AND 2, 641, 645, 2001年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • A statistical estimation method for counting of the prompt gamma-rays from B-10(n,alpha gamma)Li-7 reaction by analyzing the energy spectrum
    M Ishikawa, T Kobayashi, K Kanda
    NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 453, 3, 614, 620, 2000年10月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • A noninvasive dose estimation system for clinical BNCT based on PG-SPECT - Conceptual study and fundamental experiments using HPGe and CdTe semiconductor detectors
    T Kobayashi, Y Sakurai, M Ishikawa
    MEDICAL PHYSICS, 27, 9, 2124, 2132, 2000年09月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Electroless Coating of Fe3Si on Steels in the Moleten Salt               
    R. O. Suzuki, T. Nishibata, Y. Nagaso, K. Nakanishi, M. Ishikawa, K. Teranuma, K. Ono
    Fluxes and Salts, 12, 17, 2000年06月
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス), Proc. of 6th Intern. Conf. on Molten Slags, Fluxes and Salts, (12-17 June 2000,

    Stockholm, Sweden and Helsinki, Finland), ed. by S. Seetharaman and D. Sichen, paper 180.
  • MoSi2 coating on molybdenum using molten salt
    RO Suzuki, M Ishikawa, K Ono
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, 306, 1-2, 285, 291, 2000年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Electroless coating of Fe3Si on steel in the molten salt
    RO Suzuki, T Nishibata, K Nakanishi, M Ishikawa, K Ono
    STEEL RESEARCH, 71, 4, 130, 137, 2000年04月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • 重力要因と放射線の遺伝的相乗作用
    高辻俊宏, 吉川 勲, 星 正治, 高田 純, 遠藤 暁, 石川正純
    Space Utilization Research, 16, 33, 36, 2000年
  • On-line Absorbed Dose Estimation System for BNCT by PG-SPECT               
    T.Kobayashi, Y.Sakurai, M.Ishikawa
    KURRI Prog. Rep, 1999, 179, 0, 2000年
    英語, 研究論文(大学,研究機関等紀要)
  • Survey of external dose around the JCO facility using sugar samples and ESR method               
    Shiraishi, K, Kimura, S, Honehara, H, Takada, J, Ishikawa, M, Igarashi, Y, Aoyama, M, Komura, K, Nakajima, T
    Adv. ESR Appl., 16, 9, 14, 2000年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)

その他活動・業績

書籍等出版物

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 複合現実を活用した光免疫療法におけるガイドカテーテル穿刺支援システムの開発
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2027年03月31日
    足利 雄一, 鈴木 崇祥, 石川 正純, 若林 侑輝
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 24K13124
  • BaTiO3誘電体の放射線応答メカニズムの解明と超高密度多次元線量計への応用
    科学研究費助成事業
    2023年04月01日 - 2026年03月31日
    石川 正純
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23H02846
  • 加速器BNCT治療における総合的線量評価システムの開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2019年04月01日 - 2023年03月31日
    石川 正純, 小川原 亮
    加速器BNCTでは、熱外中性子を主たる成分として照射することから、熱外中性子照射量をモニタできる検出器の開発が望まれている。そこで本研究では、熱中性子照射量をリアルタイムで測定可能なSOF検出器を改良し、異なる中性子増感物質を含むシンチレータを組み合わせることにより、熱中性子量、熱外中性子量、ガンマ線量を同時に評価することが可能な新たなSOF検出器を開発する。
    マルチコア型SOF検出器に適した中性子増感物質および化合物を選定し、有効な発光量を得るためにnmオーダーまで微細化した粉末を用いたプローブを作成したが、期待した信号量(発光量)が得られなかった。そこで、プラスチックシンチレータ発光の時間変化が荷電粒子の種類に応じて変化することを利用し、PQD(Peak to charge discrimination)法を用いて対象となる反応のみを抽出する方法を試みた。PQDヒストグラムを作成したところ、成分が分かれることは確認されたが、シミュレーションによる計算とは十分には一致しない結果となった。一方、BNCTでは患部におけるホウ素(B-10)濃度も治療効果に大きく影響する。現在、患部への集積度を18F-BPA PET画像から評価しているが、血中ホウ素濃度との相関関係は患者に依存する。そこで本研究では、18F-BPA PET撮像中に同時に血中ホウ素濃度を測定するための腕部装着可能な小型PET装置を開発し、血中ホウ素濃度とPET画像による評価の相関関係を患者個別に構築できるシステムを開発を目指している。本研究で開発する腕部装着型PET装置のためのDOI検出器開発では、最低32チャンネルの高速信号処理回路が必要となることから、16チャンネル分の汎用高速計測ボードを購入し、アナログフロントエンド回路の開発を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 19H03594
  • リアルタイム水晶体被ばく計測システム構築のための基礎的検討
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2017年04月01日 - 2023年03月31日
    作原 祐介, 石川 正純, 曽山 武士, 阿保 大介
    これまで、X線透視装置(アンダーチューブ、オーバーチューブ)を用い、実際の臨床における様々な状況を想定した条件設定における、X線透視下の手技におけ る術者被ばく線量の計測実験を、患者ファントム、術者ファントム、リアルタイム線量計、熱ルミネッセンス線量計、を使用して行ってきた。 天吊型の遮蔽板や、エプロン/カーテン型といった、面積が比較的広い遮蔽物の防護効果は高いが、顔面の一部を覆う被ばく防護メガネの遮蔽効果は、当初の想 定よりも低い結果が判明した。過去に公表されている学会発表や論文データでは、被ばく防護メガネの高い有効性が報告されているが、我々の実験結果はこれら を下回るものだった。 過去の研究の計測方法は、多くが被ばく防護メガネのレンズの表裏に線量計を貼付しているのに対し、我々は術者頭部ファントムの眼球部分に線量計を設置して 測定している。そのため、レンズの直近では被ばく線量が低下するものの、レンズから離れた位置にある眼球は、上・下顎方向や側頭部方向からのX線による被 ばくによって、レンズの直近よりも線量が高くなっている可能性があるのではないかと推測している。この場合、レンズの直近に貼付した線量計の結果は、実際 の水晶体の被ばくを反映していないことになり、被ばく推定値として信頼できないことになる。 現在、我々の実験結果と、過去の研究報告との乖離がある部分について、上記の推測が正しいかどうかを検証する必要があると考えており、追加実験の条件設定、空間線量分布シミュレーションの方法について再検討している。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 17K10426
  • 線量勾配を考慮した新しい線量分布解析法の確立
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    石川 正純, 鈴木 隆介, 橋本 成世
    本研究の目的は、放射線治療におけるフィルムを用いた線量分布評価法として、線量勾配を考慮した新しい解析方法であるGradient法を確立することである。一般的に、放射線計測はポアソン統計に従うことから、統計学に基づいた判定基準を提案した。統計学的な評価を可能とするために、測定に起因する不確かさおよび位置ずれに起因する不確かさを評価する手法を開発し、複数の施設にて実測による検証を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 15H04767
  • 放射線定位照射による脳疾患モデルを用いた脳機能解析
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2014年04月01日 - 2017年03月31日
    田中 真樹, 國松 淳, 竹谷 隆司, 石川 正純, 宮本 直樹
    実験動物の特定の脳部位に比較的広範な障害を作成する技術は、脳の機能を調べる基本的なツールになりうる。本研究ではそのひとつとして放射線照射の実用性を検討するとともに、新たな行動および電気生理学的な指標の開発を行い、さらには放射線照射以外の脳深部への破壊巣作成法の検討を行った。前頭葉皮質に放射線照射を行ったサルの眼球運動を最長8か月間評価し、その障害の経時変化を明らかにした。また、小脳や大脳基底核の病変を検知するための行動指標の開発を行った。新しい障害作成法として、化学遺伝学の手法を用いた可逆的な機能脱落を目指してサル小脳への遺伝子導入を試みた。今後の研究につながる貴重な情報を得ることができた。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 26560454
  • ホウ素中性子捕捉療法のための加速器ターゲットシステムと中性子線量評価法の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2012年04月01日 - 2015年03月31日
    星 正治, 鬼塚 昌彦, 遠藤 暁, 石川 正純, 佐藤 斉, 大瀧 慈, 濱野 毅, 須田 充, 鎌田 創, 高田 真志, 田中 憲一, 山河 享平, 東又 厚, 新井 誠司, ズマジーロフ カシム
    がんの放射線治療には、X線、ガンマ線、陽子線等が使われている。本研究では新しく中性子を使った方法の開発を行った。ホウ素中性子捕獲量法(BNCT)と言う。ホウ素をがんに取り込ませ、そのホウ素に中性子を照射する。そしてホウ素からアルファ線を発生させ、がんを治療する。そのアルファ線の到達距離が短く、がん細胞1個1個の治療が可能である。従来の方法は外科治療のようにがんの塊を焼くことに対応するが、本方法は悪性脳腫瘍のようにがんが良性の細胞にしみこんだ場合に有効である。従来原子炉を使っていたが、小型の加速器を開発し広く病院に設置されることを最終目的としている。本研究ではターゲットと測定器の開発を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 広島大学, 24310044
  • 放射線定位照射を利用した脳疾患モデル作成の基盤技術
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2012年04月01日 - 2014年03月31日
    田中 真樹, 石川 正純, 國松 淳, 宮本 直樹
    実験動物の脳に治療用放射線の定位照射を行い、脳疾患モデルを作成することを試みた。3頭のニホンザルの右半球の前頭眼野を中心とした領域に計4回の照射を行った(130-150 Gy)。照射後数週間は浮腫が著明であり、行動指標として用いた眼球運動にも軽度の変化が認められたが、1か月程度の経過でMRI所見、行動ともに照射前のレベルに落ち着いた。1頭で約8か月にわたって観察を続けたところ、照射後4か月頃から後期障害が現れた。組織学的には白質を中心とした壊死巣と周囲の出血が認められたが、灰白質は層構造が保たれていた。今後はこの技術を脳深部に適用するとともに、低用量の照射で長期観察を行う。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 24650206
  • 体内マーカ用金属コイルを利用した新しい体内線量測定法の開発
    科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
    2012年 - 2012年
    石川 正純
    本研究の目的は、放射線治療における腫瘍近傍の体内マーカに非接触での積算線量計の機能を持たせた新たな体内マーカを開発することである。放射線照射によって誘電体の静電容量が変化することを利用し、体内に埋め込まれたマーカの共振周波数を測定することにより、マーカに照射された線量を非接触で測定できると考えた。アンテナコイルとネットワークアナライザを用いて、非接触でコンデンサの静電容量を測定し、1pF~100nFという非常に広い範囲においてLCRメータを用いた測定と近い数値が得られた。また、シミュレーションの結果から、20cm離れた位置でも信号が読み出せることを確認した。
    文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 24659552
  • CVD単結晶ダイヤモンド合成とリフトオフ法に基づく放射線検出器の開発と応用
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2010年 - 2012年
    金子 純一, 藤田 文行, 鹿田 真一, 笹尾 真美子, 佐藤 聡, 磯部 光孝, 中井 光男, 浅野 芳裕, 石川 正純
    単結晶CVDダイヤモンドの合成条件を最適化した。合成結晶から検出器を製作しα線を使用した誘導電荷量分布測定を行った。その結果、電荷取集効率:100%(正孔)、97%(電子)、μτ積:1×10-4(正孔)、9.6×10-6(電子)cm2/Vを得た。これらの検出器を用い14MeV中性子応答関数測定を行った結果、12C(n,alpha)9Be反応によって生じたピークのエネルギー分解能:3.5%を達成した。また、8GeV電子ビームを使用した時間応答測定では350psの時間分解能を達成した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22360395
  • 動体追跡医科学研究
    科学研究費補助金(基盤研究(A))
    2009年 - 2012年
    白土 博樹, 本間 さと, 玉木 長良, 芳賀 永, 但野 茂, 石川 正純
    放射線を軸に、ナノレベルの物理現象から社会的存在としての患者まで生体の動体追跡科学の基盤研究を行った。電子線トラック特性解析から細胞生存率モデルを提案した。DNAの二本鎖切断のうち修復されずに残るものの数がPoisson分布し、それが潜在的致死(PL)損傷であると仮定するNLP(Non-Lethal Probability)モデルによって、照射後の細胞の生存率をより適切に説明できた。細胞への放射線効果の予測を統計学的に行う際には、解析対象を分布値で表現する解析法を導入することで、より正しく記述できることが示唆された。ひと由来がん細胞が軟らかい基盤上の動きを観察したところNF-κBやLOXとの関係がわかり、細胞のゲル器質内への侵潤の3次元的観察系を構築する基礎が整った。マウス体内の各部位における遺伝子発現をリアルタイムに長期間、自由行動中の動物から計測する小動物内の分子の動体追跡技術を開発した。ルシフェラーゼレポーターを用い、体表からの微弱発光レベルの三次元空間における長期間追跡を行うことができ、定量的追跡への土台が整った。サルの脳定位照射・動体追跡照射の実験を可能にするために、準備的検討を行った。大動物の動体追跡実験が可能になると、生理学的検討に使える可能性が高い。ひとがん組織の放射線治療後の腫瘍の変化を定量的に記載し、予測するためのモデルを構築した。ひとがん腫瘤の動体追跡の...
    文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 21249065
  • 加速器を用いたホウ素中性子捕捉療法のためのターゲット冷却システム開発と線量評価
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2009年 - 2011年
    星 正治, Zhumadiov kassym, 遠藤 暁, 石川 正純
    1.前年度、ターゲット冷却システムの設計と製作を行った。水冷法であり銅にリチウムを蒸着または貼り付け、その銅を後方から水で冷却する。水と接する面は平面である。陽子は2.5MeV,20mA陽子による50kWの発熱に対しては十分な冷却が出来ない。構造解析コードを用いて、ターゲットの熱および寿命と構造材の強度に着目した冷却システムを検討し、設計し製作した。そのなかにはLiターゲットの寸法や冷却水の流路の寸法、流速などの検討が含まれる。設計した冷却システムについて、照射場のBNCT適用性を、中性子γ線輸送計算コードPHITSを用いて計算を行った。2.中性子発生装置は放射線医学総合研究所の3MV,2mA静電型陽子線加速器で6回試験した。また線量計測のため、IC-17,IC-17G電離箱を購入し放医研のCo-60照射装置で測定した。結果は良好であった。3.今後購入したボロン入りのポリエチレン(IC-17PB)とボロンの入っていないポリエチレン(IC-17P)の電離箱でも校正と測定を行う。これらは新たに考案した4電離箱方式で、(1)速中性子、(2)熱中性子、(3)ガンマ線、(4)(n,a)反応の線量をリアルタイム測定で可能にするためである。そのためPHITSコードを使った計算を行い可能であることを計算している。4.また、より小型のIC-18シリーズで同様の計測法の開発を進める。SOF検出器...
    文部科学省, 基盤研究(B), 広島大学, 連携研究者, 競争的資金, 21310039
  • 体内挿入可能な線量計を用いた放射線治療中の吸収線量測定と放射線障害の予防
    科学研究費補助金(若手研究(A))
    2007年 - 2009年
    石川 正純
    光ファイバの先端に極微小シンチレータを取り付けた光ファイバ線量計について、線量計として機能するための基礎理論を確立し、論文として纏めた。Ir-192高線量率密封小線源を用いた前立腺癌の治療において、過線量投与による尿道狭窄を予防する目的として、11例の患者に対して線量測定を行った。尿道内で最も線量が高くなると予想される箇所の線量をモニタリングし、治療計画と概ね一致した線量が投与されていることをリアルタイムで確認することに成功した。また、高エネルギーX線およびγ線での線量測定に対応できるようにするために、分光型光ファイバ線量計を検討し、分光波長の最適化及び実機の製作を行った。さらに、多点同時計測が可能な光ファイバ線量計システムの開発に着手し、最大192ch同時計測が可能なシステムを製作した。
    文部科学省, 若手研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19689025
  • 組織時計の統合:覚醒個体における時計遺伝子発現のin vivo分子イメージング
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2007年 - 2009年
    本間 さと, 早坂 直人, 仲村 朋子, 早坂 直人, 浜田 俊幸, 石川 正純, 久保田 英博, 下川原 正博, 榎本 敏照
    本研究は、in vivoで、無麻酔・無拘束動物から時計遺伝子発現リズムを計測し、視交叉上核(SCN)に局在する哺乳類の中枢時計の行動リズム制御メカニズムを明らかにすることを目的として行った。時計遺伝子Per1プロモータ支配下に発光酵素ルシフェラーゼを発現するPer1-lucマウスを用い、自発行動量と光ファイバーによるSCNの時計遺伝子発現を同時計系を構築し、1分毎の連続測定を行った。その結果、SCN、嗅球いずれからも、安定したPer1-lucのフリーランリズムが計測された。さらに、光同調や位相反応を示すことから、内因性振動を反映していることが確認できた。
    文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 19390057
  • 相互作用放射線治療
    科学研究費補助金(基盤研究(A))
    2006年 - 2008年
    白土 博樹, 本間 さと, 玉木 長良, 鬼柳 善明, 畠山 昌則, 金子 純一, 久下 裕司, 伊達 広行, 水田 正弘, 犬伏 正幸, 但野 茂, 田村 守, 早川 和重, 松永 尚文, 石川 正純, 青山 英史, 作原 祐介, 鬼丸 力也, 阿保 大介, 笈田 将皇, 神島 保, 寺江 聡, 工藤 與亮, 小野寺 祐也, 尾松 徳彦, 清水 伸一, 西村 孝司, 鈴木 隆介, ジェラード ベングア
    いままでの先端放射線医療に欠けていた医療機器と患者のinteractionを取り入れた放射線治療を可能にする。臓器の動き・腫瘍の照射による縮小・免疫反応などは、線量と時間に関して非線形であり、システムとしての癌・臓器の反応という概念を加えることが必要であることが示唆された。生体の相互作用を追求していく過程で、動体追跡技術は先端医療のみならず、基礎生命科学でも重要な役割を果たすことがわかった。
    文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 18209039
  • ホウ素中性子捕捉療法における吸収線量制御の高度化に関する研究
    科学研究費補助金(若手研究(A))
    2004年 - 2006年
    石川 正純
    2006年度現在、国内で唯一ホウ素中性子捕捉療法が行われている日本原子力研究開発機構にリアルタイム熱中性子モニタ(SOF検出器)を配備した。同時に複数箇所で測定が行えるようにするために、測定回路系の仕様変更を行い、同時に8箇所の熱中性子束測定が行えるシステムを完成させた。その結果、現在のところ、2箇所での同時測定を行い、1箇所は患者の動き等の影響を受けないコリメータ内側に配置、もう一箇所は患者表面へ貼り付けて測定を行うことが可能となった。臨床において実際の症例に対して計30回以上のリアルタイム熱中性子束計測を行い、従来の熱中性子束評価法と比較してほぼ同等の計測値が取得でき、SOF検出器の有効性を確認した。また、治療計画装置JCDSで計算された線量分布・熱中性子束分布に、SOF検出器によるリアルタイム熱中性子束を反映させることによって、リアルタイムでの各種線量分布、中性子束分布を3次元で確認することが出来るソフトウェアを開発した。開発したソフトウェアでは、患者の体輪郭構造が分かるように、CT画像データ上に線量分布・中性子束分布を重ね合わせて表示できるように工夫を施した。これらの分布は、SOF検出器による測定値に連動して、1秒単位で更新されるため、リアルタイムでの線量分布評価が可能となった。したがって、患者のあらゆる箇所における線量を照射中に確認することが出来るため、過剰線量およ...
    文部科学省, 若手研究(A), 東京大学->北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 16689022
  • 大気取出し陽子線を用いた2次元元素マッピングSPECT-PIXE分析法の開発
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2002年 - 2005年
    遠藤 暁, 小島 康明, 星 正治, 静間 清, 石川 正純
    マイクロビームラインを有しないビームラインにおいてマイクロビームPIXEと同程度以上の位置分解能のPIXE2次元元素マッピングができる可能性を有する新しいPIXE分析技術(SPECT手法を併用したPIXE分析法:以下SPECT-PIXE分析法と呼ぶ)の開発と確立を目指す。このために、(1)CdTe検出器によるPIXE測定が可能であること、なおかつ、(2)大気取出しした陽子線で測定が行えることを確かめる。(3)SPECT法を用いた測定器配置、ピンホールコリメータの設計のためにモンテカルロシミュレーションを行う。(4)コリメータの製作と性能評価を行った後、最適条件を決定する。これまでにCdTe検出器アレイを模擬したX線カメラを作成し測定シミュレーション行ってきた。実際のPIXE測定が実現した際にモニターとして用いる予定である。改良により初年度の500倍の感度向上が得られている。また、現在の手法による分解能は検出器表面において140μmの位置分解能が確認された。この値は、10:1の拡大率を持つピンホールコリメータを用いたときには、X線の位置分解能として14μmを与えることを確かめている。しかしながら、CdTe検出器のエネルギーの分解能は2keV程度で期待していた分解能より悪く、ショットキー型のCdTe検出器またはSi-ピンフォトダイオードの検出器アレイに変更する必要があることが示唆...
    文部科学省, 基盤研究(B), 広島大学, 連携研究者, 競争的資金, 14380254
  • ホウ素中性子捕捉療法における新しい熱中性子フルーエンス測定法の開発
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2002年 - 2003年
    石川 正純
    本研究は、ホウ素中性子捕捉療法における治療中の熱中性子束をリアルタイムで測定するための検出器であるSOF検出器(Schintillator with Optical Fiber Detector)の改良を目的としている。(1)検出器システムの小型化: SOF検出器システムは光電子増倍管、波形整形増幅器、波高弁別器、計数器といった一般的な機器で構成されていることから、従来のCAMACやNIMのモジュールを使用せずに、市販のフォトンカウンティングユニットをシステムに取り込むことによって、安定かつ小型なシステムの構築に成功した。(2)検出プローブの改良:昨年度までは、シンチレーションファイバと光ファイバを光学セメントで接続させて検出プローブを構成していたが、光学セメントの放射線耐性が良好ではないことから、液状固化タイプのプラスチックシンチレータ使用を検討した。液状固化タイプの場合、様々な核種の中性子増感剤を混入または塗布することによって、種々の検出プローブ作製が可能となる。これまで、ホウ酸(B-10濃縮度99%)および弗化リチウム(Li-6濃縮度95%)による熱中性子の検出を試み、いずれも有効な測定が可能であることを確認した。また、中性子増感剤をシンチレータ表面に塗布した検出プローブは、シンチレータに混入した場合に比べてより大きな発光量が得られるが、作製したプローブ間のバラツキは、...
    文部科学省, 若手研究(B), 広島大学->東京大学, 研究代表者, 競争的資金, 14770455
  • 低エネルギー陽子線の細胞照射装置の開発-中性子の生物影響のメカニズム研究-
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2000年 - 2002年
    星 正治, 高田 純, 遠藤 暁, 石川 正純, 岩本 英司, 新田 由美子
    中性子の生物影響がガンマ線やベータ線よりも格段に大きい。中性子の影響が考えられるケースとして、広島・長崎の原爆被爆者、東海村の事故があげられる。中性子は人体に入ると、主な成分である水の中の水素の原子核である陽子をはじき飛ばす(反跳)。この反跳陽子は電荷を持つので水分の中ではラジカルを生成し、DNAなどに2重鎖切断などの損傷を与える。陽子の反跳の全線量に対する割合は中性子のエネルギーにより異なるが70-80%である。この反跳陽子の損傷はほとんど修復されるが、その一部が修復されずに残り、それが最終的にはがんなどの障害をもたらすと考えられている。最近その2重鎖切断が中性子では近傍に集中して起こりDNAが大きく損傷し修復できないとするクラスターモデルが提案されている。このほかに中性子は原子核反応を起こし、そこから発生する粒子線、ガンマ線、ベータ線などもある。この研究の目的はこの主たる放射線である陽子の影響を広島大学にあるシェンケル型加速器を使って陽子線を放出しそれをタマネギの根の先の細胞に照射しその影響を直接見ることであった。このための照射装置は完成出来たが、陽子線の強度の調整と、一様性の調整が間に合わないことが分かった。そのため、中性子を直接当てる実験を行った。照射はタマネギの発芽種子だけではなく乾燥種子にも行い、発芽し種の先の細胞に生じた小核を観察し、その発生率をコバルト60に対...
    文部科学省, 基盤研究(B), 広島大学, 連携研究者, 競争的資金, 12558061
  • ホウ素中性子捕捉療法における治療中の吸収線量評価に関する研究
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    2000年 - 2001年
    石川 正純
    現在行われているホウ素中性子捕捉療法では、患者の血中ホウ素濃度と治療中に測定した中性子束密度を用い、事前に行った実験や計算をもとに吸収線量を推測している。我々の研究グループでは、治療中にリアルタイムで吸収線量を直接評価するために、PG-SPECT(Prompt Gamma-ray Single Photon Emission Computed Tomography)システムを提案し、その開発に取り組んでいる。PG-SPECTシステムは中性子線とγ線が多量に存在する治療照射場内に設置されるため、有効な測定を行うためには、コリメータシステムの最適化が必要である。そこで、コリメータのパラメータを決めるに当たって、測定の統計誤差を考慮した最適指数を考案し、パラメータの最適化を行った。この結果をもとに組立式タングステンコリメータを作成し、計算と実測との比較を行った。予算の都合上、コリメータの一部しか製作できなかったが、計算値と実測値はほぼ一致しており、最適指数による最適化が妥当であったことを確認した。また、PG-SPECTに装備する検出器として、(1)中性子のダメージ、(2)検出効率、(3)エネルギー分解能、(4)バックグラウンド除去、(5)冷却の5項目について検討を行った結果、BGOシンチレーション検出器が最も有利であるという結論に達した。そこで、サイズの異なる3種類のBGOシンチレ...
    文部科学省, 奨励研究(A), 広島大学, 研究代表者, 競争的資金, 12770491

産業財産権