2018 Fiscal Year Research-status Report
放射線治療のための3次元色素ゲル線量計の開発と応用に関する研究
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17K09072
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| Research Institution | Hiroshima International University |
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Principal Investigator |
林 慎一郎 広島国際大学, 保健医療学部, 准教授 (20238108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高梨 宇宙 国立研究開発法人理化学研究所, 科技ハブ産連本部, 研究員 (40646692)
川村 拓 群馬県立県民健康科学大学, 保健医療学部, 助教 (80424050)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 三次元ゲル線量計 / ラジオクロミックゲル線量計 / 放射線治療 / 医学物理学 / Optical CT / 品質管理 / 品質保証 / 色素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2018年度は前年度に見いだされた有望な素材（ポリビニルアルコール－ヨウ素錯体）を用いた3次元色素ゲル線量計の最適化と改良、および光学CTの開発改良を行ってきた。
本系の基本組成は部分ケン化型ポリビニルアルコール（PVA）とヨウ化カリウム(KI)、還元剤としてフルクトース、ゲル化剤としてジェランガムを含み、線量感度・線量率非依存性・加算性・再利用性など、多くの優れた特性を示す。本年度はこの系に関して、組成を他の類似物質で置き換えた場合の影響や、より高い線量感度を持たせるための増感剤の探索が行われた。増感効果についてはトリブロモ酢酸(Tribromo acetic acid)が特に有効であることを見いだし、微量の添加により感度を2倍から3倍高めることに成功した。これらの結果は、IUPESM 2018 (6/3-8, Prague, Czech)、第21回ヨウ素学会シンポジウム（9/14,千葉市）、IC3DDose2018（9/16-19, China）、第61回放射線化学討論会（9/26-28, 大阪市）等にて報告された。その他、光学的読み取りに重要な透明度の大幅な改善や、自動酸化（自然発色）を抑えることに成功した。これらの結果は2019年度の国際会議、ICRR2019（8/25-29, UK）やSSD19（9/15-20, 広島市）等にて報告予定である。
一方、光学CTの開発はやや難航している。前年よりの定量的読み取りに関する問題点を改善するため、特に本年度は改めてゲル線量計のゲルマトリクスや容器によるプローブ光の散乱や屈折の問題などの問題点の洗いを中心に行ってきた。これらの結果はIUPESM 2018 (6/3-8, Prague, Czech)、IC3DDose2018（9/16-19, China）にて報告された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
色素ゲル線量計の開発に関しては概ね順調に進展しており、実用化へ向けた多くの知見が得られつつある。しかしながら光学CTの開発においては、昨年度より引き続きデータ読み取り・データ処理の方法に困難が見られ、問題点の絞り込みは進められたものの、共同研究者の職場異動などもあり、3次元読み取りまで行けなかった。従って総合的に見るとやや遅れていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに開発してきたポリビニルアルコールーヨウ素（PVA-I）ラジオクロミックゲル線量計に関して、得られている結果から、更なる感度や透明度、時間・空間安定性などの改善が可能と考えられるので、新規組成の検討・探索、および最適化の他、それらに関する実験を引き続き行う。
また、光学CTの開発に関してもゲル化剤とプローブ波長の最適な組合せや、遅れているデータ読み取り手法、および3次元解析手法の構築を引き行う。
最終的には光学CTに最適化されたゲル線量計を用いて3次元線量分布評価のプロトコルを確立する。
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| Causes of Carryover |
（理由）まずひとつは、有望な色素を探索するため多様な色素（-数万円/種）を購入する予定であったが、探索初期で見いだしたPVA-Iが比較的良い特性を持っていたため主にその特性評価に重点を置いた実験を行った事が上げられる。そのため色素や機材の購入が遅れた。加えて、光学CTの開発において読み取り手法に関して見いだされた問題点の原因究明などを優先したため最適な部品の購入に至らなかった。これらの理由により次年度使用額が発生した。
（使用計画）H30年度に購入できなかった、各種試薬や容器等の器具を購入する。また、光学CTの読み出しやデータ処理の特性評価法の確立を進め、対応した部品を購入し、装置の作製を加速する。
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| Remarks |
3次元ゲル線量計研究会情報含む。
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