• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of a three-dimensional gel dosimeter for heavy particle scanning irradiation and its clinical application

Research Project

Project/Area Number 21K07696
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

Gotoh Hiroaki  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80635235)

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)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
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)
Keywords放射線計測 / 重粒子線治療 / ゲル線量計 / 三次元線量分布 / 線量評価 / 放射線化学 / 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
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。

Outline of Final Research Achievements

In this study, basic tests were carried out on the applicability of the developed color-gel dosimeter to the measurement of absorbed dose distribution during heavy particle irradiation. The discrepancy (accuracy) between the absorbed dose and the absolute value of the gel dosimeter measurements, which is a problem to be solved, was also examined. Furthermore, moving targets and real-time measurements were also examined. As a result, a correction method using OH radical concentration was developed, which corrects for the colouration of the color-gel dosimeter and allows the error to be evaluated in comparison with the relative value of the absorbed dose expected in the treatment plan. The results were also applied to the observation of changes over time during SOBP irradiation and the analysis of absorbed doses for irradiation of moving targets.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

重粒子線高速3次元スキャニング照射は、その高性能さゆえにより精密な線量分布の計測が求められているが、複雑な分布を高速に一度の照射で正確に3次元で再現できる線量計が存在しない。本研究では、重粒子線高速3次元スキャニング照射を可視化できる3次元ゲル線量計の開発に向けた基礎的な研究を行った。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Elucidation of poly(vinyl alcohol) and iodide gel dosimeter characteristics by predicting changes in radical concentrations and measuring responsiveness to heavy ion beams2022

    • Author(s)
      Tadano Kyosuke、Hayashi Kazuya、Toyohara Masumitsu、Yamamoto Seiji、Kusano Yohsuke、Minohara Shinichi、Shimono Yoshikaki、Gotoh Hiroaki
    • Journal Title

      Radiation Physics and Chemistry

      Volume: 197 Pages: 110167-110167

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2022.110167

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Induced Radionuclides and Their Activity Concentration in Gel Dosimeters Irradiated by Carbon Ion Beam2022

    • Author(s)
      Toyohara Masumitsu、Minohara Shinichi、Kusano Yohsuke、Gotoh Hiroaki、Tanaka Yoichiro、Yuhara Masaru、Yamashita Yu、Shimono Yoshiaki
    • Journal Title

      Gels

      Volume: 8 Issue: 4 Pages: 203-203

    • DOI

      10.3390/gels8040203

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 重粒子線の可視化を目指したPHITSによるシミュレーション および色素ゲル線量計の反応解析2023

    • Author(s)
      五東弘昭, 豊原尚実, 草野陽介, 小林直久, 上杉歩己, 蓑原伸一, 下野義章
    • Organizer
      日本放射線化学会企画シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 重粒子線の高速三次元スキャニング照射法の可視化を目指したモンテカルロ計算シミュレーションおよび色素ゲル線量計の反応解析2022

    • Author(s)
      小林直久, 草野陽介, 蓑原伸一, 豊原尚実,下野義章, 五東弘昭
    • Organizer
      第11回 3Dゲル線量計研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 色素ゲル線量計を用いた重粒子線による微視空間での反応解析2021

    • Author(s)
      ○小林直久1,只野喬介1,豊原尚実1,3,草野陽介2,蓑原伸一2,下野義章3,五東弘昭1
    • Organizer
      第10回3Dゲル線量計研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 放射線量測定方法、ゲル線量計および放射線量測定システム2023

    • Inventor(s)
      豊原尚実, 草野陽介, 五東弘昭, 下野義章
    • Industrial Property Rights Holder
      豊原尚実, 草野陽介, 五東弘昭, 下野義章
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-145958
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi