Development of dosimetry technique for IMRT using alanine dosimeter

• Project/Area Number: 18K15615
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Yamaguchi Hidetoshi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (10783194)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 放射線治療 / 強度変調放射線治療 / アラニン線量計 / 線量計測 / 出力線量評価 / 品質管理 / 電子スピン共鳴 / 線量測定 / モンテカルロ・シミュレーション / IMRT / モンテカルロシミュレーション / アラニン線量 / ESR / 水吸収線量 / 放射線計測 / 医学物理

Outline of Final Research Achievements

We studied the usefulness of alanine dosimeters for output dose assessment in intensity-modulated radiation therapy (IMRT). Since radiation is delivered from several different angles in IMRT, the angular dependence of alanine dosimeters was determined. The results showed that the angular dependence of the alanine dosimeter was about 0.4%. A trial was conducted to simulate the output dose evaluation of IMRT in cooperation with a medical institution that actually performs IMRT treatment. Dose verification was performed using phantoms of the head and neck, trunk, and lung fields. The results showed that the difference between the alanine dosimeter measurements and the treatment plan doses was within 2 % at almost all measurement points. These results indicate that the alanine dosimeter is useful for dose verification in IMRT.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、放射線治療において強度変調放射線治療（IMRT）が非常に盛んにおこなわれている。IMRTは強度の異なる放射線を複数の角度から照射することで腫瘍の形状に沿った複雑な線量分布を作ることができる。治療計画装置で立てたIMRTの線量を実際に測定して検証することは、放射線治療の品質管理にとって非常に重要である。本研究でアラニン線量計によるIMRTの出力線量評価技術ができたことで、高度化する放射線治療の品質管理に貢献することができる。

Research Products

• [Journal Article] アラニン線量計を用いた大強度陽子加速器周辺の線量測定の基礎的検討 (2020)
  • Author(s): 山口英俊、橋本義徳、清水森人、山崎寛仁、中村一、白形政司、酒井浩志
  • Journal Title: Proceedings of the 17th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan Volume: なし Pages: 93-96
  • Open Access
• [Journal Article] Development of postal dosimetry service using an alanine dosimeter in Japan (2020)
  • Author(s): Yamaguchi Hidetoshi、Shimizu Morihito、Morishita Yuichiro、Okudaira Kuniyasu、Oguchi Hiroshi
  • Journal Title: Radiation Measurements Volume: In press Pages: 106339-106339
  • DOI: 10.1016/j.radmeas.2020.106339
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アラニン線量計を用いた粒子線の出力線量評価技術の開発 (2022)
  • Author(s): 山口英俊、石井隼也、後藤聡汰、清水森人、森下雄一郎、加藤昌弘、黒澤忠弘、坂間誠
  • Organizer: 2021年度重粒子線がん治療装置等共同利用研究成果報告会
• [Presentation] アラニン線量計の角度依存性の検証 (2022)
  • Author(s): 山口英俊
  • Organizer: 日本放射線技術学会第69回関東支部研究発表大会
• [Presentation] アラニン線量計を用いた粒子線の出力線量評価技術の開発 (2021)
  • Author(s): 山口英俊、石井隼也、後藤聡汰、武田正勝、清水森人、森下雄一郎、加藤昌弘、黒澤忠弘、坂間誠
  • Organizer: 2020年度重粒子線がん治療装置等共同利用研究成果報告会
• [Presentation] アラニン線量計を用いた大強度陽子加速器周辺の線量測定の基礎的検討 (2020)
  • Author(s): 山口英俊、橋本義徳、清水森人、山崎寛仁、中村一、白形政司、酒井浩志
  • Organizer: 第17回日本加速器学会年会
• [Presentation] Development of postal dosimetry service using an alanine dosimeter in Japan (2019)
  • Author(s): Hidetoshi Yamaguchi, Morihito Shimizu, Yuichiro Morishita, Kuniyasu Okudaira, Hiroshi Oguchi
  • Organizer: 19th International Conference on Solid State Dosimetry
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 山口英俊ホームページ
  • URL: https://staff.aist.go.jp/hidetoshi.yamaguchi/
• [Remarks] 計量標準総合センター
  • URL: https://unit.aist.go.jp/nmij/
• [Remarks] 分析計測標準研究部門
  • URL: https://unit.aist.go.jp/rima/
• [Remarks] 放射線標準研究グループ
  • URL: https://unit.aist.go.jp/rima/ioniz-rad/
• [Remarks] 山口英俊
  • URL: https://staff.aist.go.jp/hidetoshi.yamaguchi/