重粒子線スキャニング照射のための3次元ゲル線量計の開発とその臨床応用
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21K07696
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
五東 弘昭 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80635235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草野 陽介 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), その他部局等, その他 (40619665)
蓑原 伸一 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), その他部局等, その他 (60239332)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | ゲル線量計 / 三次元線量分布 / 放射線化学 / 重粒子線治療 / 色素ゲル線量計 / 重粒子線 / 放射線治療 / ３次元線量分布 / 放射線の見える化 |
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| Outline of Research at the Start |
放射線(特に重粒子線スキャニング照射)への人体影響を視覚化できる3次元ゲル線量計を開発し、その測定方法を検討する。申請者らは、現在までに水等価で放射線があたると色が変わる”3次元色素ゲル”の作成に成功し、光学CTでデータを読み取り3次元の照射体系を再現す ることに成功している。しかしながら、放射線の人体影響を視覚化する上では、人体組織に より近い材料の開発、人体が動くという課題が残っている。本研究では人体の個々の組織に近い電子密度や化学成分、柔らかさを有するもので、放射線の人体透過率に近い材料の探索とその構成技術を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、課題であった重粒子線の進行方向についての精度向上を引き続き検討した。検討方法としては2022年度までのセルを用いた実験データから得たビーム進行方向や進行方向垂直面における発色量と・OH濃度の関係から、色素ゲルの発色量と吸収線量の乖離は・OHの再結合が影響していることを利用した。具体的には、再結合が生じない場合の・OH濃度などを求めこの値を補正係数として発色量に乗じる手法が適用できるかを検討した。
対象としては１Lのボトルに照射した実験結果を用いて検討した。また、モンテカルロシミュレーションを用いて、吸収線量分布と照射後のゲル線量計内で生じるラジカル濃度分布を計算した。測定と計算による総合的な3次元解析を行い、ゲル線量計の発色分布，計算による吸収線量分布，炭素イオンビーム照射による水電離により生成する化学種濃度分布の関係を明らかにしようとした。
結果、ビーム進行方向に沿って吸収線量とゲル線量計の実験により得られた発色結果の間には±3%から±13%までの誤差が生じていたが、ビーム進行方向に垂直な面の誤差が小さいことが確認された。ビーム進行方向の不一致は、照射により生成される-OHの濃度が再結合反応により低下し、吸収線量を正確に反映しないためと考察した。セルを用いた検討だけでなく、光学CTで読み取る1Lのボトル内のゲル線量計への照射においても、・OH濃度の関係などを用いて補正できる可能性を示唆した。
今後は、本研究で明らかになった問題点を改善し、炭素イオンビームの線量分布を高精度に評価できるゲル線量計の開発と評価手法の検討を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
