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粒子線治療におけるin vivo線量測定を目指した光ファイバ型小型線量計の開発

Research Project

Project/Area Number 17J05849
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

平田 悠歩  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords線量計 / 光刺激蛍光体 / 光ファイバー / 炭素線治療 / 消光現象 / 比エネルギー
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、粒子線治療を行う際に体内に挿入し患部周辺の線量測定を行うための小型線量計の開発を行っている。
小型線量計に採用している光刺激蛍光体は粒子線を照射した際、消光現象により感度が低下する。消光現象はエネルギー付与密度が増加したため局所的に光刺激蛍光体のトラップ中心が飽和したため発生したと考えられる。粒子線のエネルギー付与密度の評価に比エネルギーがある。消光現象の発生過程が局所的な飽和であれば、比エネルギーを計算することで消光現象の発生度合いを見積もることができる。Eu:BaFBr小型線量計に種々の粒子線を照射したときの発光効率変化を、比エネルギー計算により見積もった。比エネルギー計算のパラメーターである微小サンプリング球の大きさを150 nmとすることで実験値を再現することができた。
前立腺がんの炭素線治療において尿道に小型線量計を挿入して使用することを想定して、小型線量計によりビームのアライメントエラーを検知できるか試験を行った。アライメントエラーはビームに対し垂直方向と平行方向に発生する可能性がある。まず、水槽内にEu:BaFBr小型線量計と電離箱を設置し、ビームに垂直な方向の線量計出力分布を測定した。Eu:BaFBr小型線量計の出力分布は電離箱と比較しても炭素線ビーム形状の変化はなく、ビームに対して垂直な方向のビームの位置変化を正確に観測できることが分かった。炭素線治療で用いられるスキャニング法では炭素線のエネルギーを変えて積層することでビームに平行な方向の線量分布を形成する。水槽の前に減速材を設置することでスキャニング法におけるエネルギー変化を模擬した。小型線量計の設置位置をビームに平行な方向に移動させると線量計出力が大きく変化した。この実験により小型線量計は炭素線治療におけるアライメントエラーを検知できることが示された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Basic evaluation of the Eu:BaFBr and Ce:CaF2 hybrid type optical fiber based dosimeter system for correction of quenching effect under carbon ion irradiation2019

    • Author(s)
      Hirata Yuho、Watanabe Kenichi、Yamazaki Atsushi、Yoshihashi Sachiko、Uritani Akira、Koba Yusuke、Matsufuji Naruhiro、Yanagida Takayuki、Fukuda Kentaro
    • Journal Title

      Progress in Nuclear Science and Technology

      Volume: 6 Issue: 0 Pages: 238-242

    • DOI

      10.15669/pnst.6.238

    • ISSN
      2185-4823
    • Year and Date
      2019-01-31
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correction of quenching effect of a small size OSL dosimeter using Eu: BaFBr and Ce:CaF22017

    • Author(s)
      Y. Hirata, K. Watanabe, A. Uritani, A. Yamazaki, Y. Koba, N. Matsufuji, T. Yanagida, K. Fukuda
    • Journal Title

      Rad. Meas.

      Volume: 106 Pages: 246-251

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2017.03.043

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Particle Dependence of Quenching Effect in an Optical-Fiber-Type Optically Stimulated Luminescence Dosimeter2017

    • Author(s)
      ・Y. Hirata, K. Watanabe, S. Yoshihashi, A. Uritani, Y. Koba, N. Matsufuji, T. Yanagida, T. Toshito, K. Fukuda
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 29 Pages: 1455-1464

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 二種類の光刺激蛍光体と光ファイバーを用いたハイブリッド小型線量計による炭素線照射時に発生する消光現象の補正法の検討2017

    • Author(s)
      平田悠歩、山﨑淳、渡辺賢一、吉橋幸子、瓜谷章、古場裕介、松藤成弘、柳田健之、福田健太郎
    • Journal Title

      放射線

      Volume: 43 Pages: 139-142

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  • [Presentation] 光刺激蛍光体と光ファイバーを用いた小型線量計の炭素線治療における線量評価に向けた開発2020

    • Author(s)
      平田悠歩、金子和樹、山﨑淳、渡辺賢一、吉橋幸子、瓜谷章、古場裕介、松藤成弘
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  • [Presentation] 光刺激蛍光体と光ファイバーを用いた小型線量計のスキャニング法による炭素線治療場への応用2020

    • Author(s)
      平田悠歩,金子和樹,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章, 古場裕介,松藤成弘
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      第67回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] 炭素線治療の安全評価を目的とした光刺激蛍光体を用いた光ファイバー型小型線量計の開発2020

    • Author(s)
      平田悠歩,金子和樹,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章, 古場裕介,松藤成弘
    • Organizer
      原子力学会2020年春の年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ファイバー型小型線量計の炭素線治療における患部周辺線量評価に向けた応答評価2019

    • Author(s)
      平田悠歩,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘
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      次世代放射線シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] EFFECT OF HIGH DOSE IRRADIATION OF REFLECTORS USED IN DETECTORS WITH RADIATION-INDUCED PHOSPHORS2019

    • Author(s)
      Y. HIRATA, A. YAMAZAKI, K. WATANABE, S. YOSHIHASHI, A. URITANI, M. YOSHINO, Y. SAKURAGI
    • Organizer
      REI-20
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of an optical fiber type small-size dosimeter for monitoring the dose in the urethra during the carbon ion radiotherapy2019

    • Author(s)
      Yuho Hirata, Atsushi Yamazaki, Kenichi Watanabe, Sachiko Yoshihashi, Akira Uritani, Yusuke Koba, Naruhiro Matsufuji , Takumi Kato, Noriaki Kawaguchi, Takayuki Yanagida
    • Organizer
      SSD-19
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光刺激蛍光体の粒子線に対する消光現象の比エネルギー計算を用いた考察2019

    • Author(s)
      平田悠歩,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘, 加藤匠,河口範明,柳田健之
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on sensitivity deterioration of luminescence dosimeters for energetic charged particles based on microdosimetry2019

    • Author(s)
      Yuho HIRATA, Kenichi WATANABE, Akira URITANI, Atsushi YAMAZAKI, Sachiko YOSHIHASHI, Yusuke KOBA, Naruhiro MATSUFUJI
    • Organizer
      2019 IEEE Nuclear Science Symposium
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射線治療中の患部周辺線量を評価するための放射線誘起蛍光体と光ファイバーを用いた小型線量計の開発2019

    • Author(s)
      平田悠歩,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘,加藤匠,河口範明,柳田健之
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射線治療中の患部周辺線量をモニターするための光ファイバーを用いた小型線量計の開発2019

    • Author(s)
      平田悠歩,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘
    • Organizer
      原子力学会2019年春の年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Radiation damage evaluation of the optical fiber type OSL small size dosimeter using for the radiotherapy dosimetry2018

    • Author(s)
      Y. Hirata, K. Watanabe, A. Uritani, A. Yamazaki, S. Yoshihashi, T. Yanagida
    • Organizer
      2018 Symposium on Radiation Measurements and Applications XVII
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光刺激蛍光体を用いた光ファイバー型小型線量計のネオン線に対する基礎的な応答の評価2018

    • Author(s)
      平田悠歩,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘,加藤匠,河口範明,柳田健之
    • Organizer
      次世代放射線シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ファイバー型小型線量計の放射線治療時の線量測定に向けた検討2018

    • Author(s)
      平田悠歩,渡辺賢一,山﨑淳,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘,加藤匠,河口範明,柳田健之
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Basic analysis of OSL mechanism in an optical fiber type OSL dosimeter”2018

    • Author(s)
      Y. Hirata, K. Watanabe, A. Yamazaki, S. Yoshihashi, A. Uritani, T. Yanagida, K. Fukuda
    • Organizer
      2018 IEEE Nuclear Science Symposium
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      2018 Annual Research Report
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  • [Presentation] 放射線治療での患部周辺の線量評価に向けた光ファイバー型小型線量計の開発2018

    • Author(s)
      平田悠歩,山﨑淳,渡辺賢一,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘
    • Organizer
      日本放射線安全管理学会 第17回学術大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭素線治療中の尿道内線量評価を目的とした光ファイバー型小型線量計の開発2018

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      平田悠歩,山﨑淳,渡辺賢一,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ファイバーを用いた小型線量計で用いる複数の蛍光体に関する検討2018

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      平田悠歩、山﨑淳、渡辺賢一、吉橋幸子、瓜谷章、古場裕介、松藤成弘、加藤匠、中村文耶、河口範明、柳田健之、福田健太郎
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      第65回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] Basic evaluation of the Eu:BaFBr and Ce:CaF2 hybrid type small size dosimeter for correction of quenching effect in irradiation with carbon ions2017

    • Author(s)
      Y. Hirata, K. Watanabe, A. Yamazaki, S. Yoshihashi, A. Uritani, Y. Koba, N. Matsufuji, T. Yanagida, K. Fukuda
    • Organizer
      the Ninth International Symposium On Radiation Safety and Detection Technology
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  • [Presentation] 光刺激蛍光体と光ファイバーを用いた小型線量計において炭素線照射時に発生する消光現象の補正用ハイブリッド線量計2017

    • Author(s)
      平田悠歩,山﨑淳,渡辺賢一,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘,柳田健之,福田健太郎
    • Organizer
      次世代放射線シンポジウム2017
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  • [Presentation] 光刺激蛍光体と光ファイバーを用いた小型線量計における消光現象の補正方法の検討2017

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      平田悠歩,山﨑淳,渡辺賢一,吉橋幸子,瓜谷章,古場裕介,松藤成弘,歳籐利行,柳田健之
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
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    • Invited
  • [Presentation] Fabrication of hybrid small size dosimeter system using Eu:BafBr and Ce:CaF2 for quenching effect correction2017

    • Author(s)
      Y. Hirata, K. Watanabe, A. Uritani, A. Yamazaki, S. Yoshihashi, Y. Koba, N. Matsufuji, T. Yanagida, K. Fukuda
    • Organizer
      2017 IEEE Nuclear Science Symposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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