2017 Fiscal Year Research-status Report
人体模型線量計による放射線診断・治療時の人体内3次元線量分布評価システムの開発
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17K10412
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
眞正 浄光 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (20449309)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨等価線量計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複雑な線量分布を形成可能な高精度放射線治療や、CT、IVR をはじめとする放射線診断装置による医療被ばく管理には、人体内の詳細な線量分布を精度良く評価することが求められている。人体模型内に線量計を挿入して局所的な線量測定を行う従来法では、測定に多くの時間を有し、また、線量計自身の放射線吸収や散乱の影響により高空間分解能での評価が困難である。そこで、申請者らはセラミックスが密度や形状を可変でき、かつ放射線計測に用いられる熱蛍光特性を有していることに着目して、セラミックスによる人体模型を作製し人体模型のファントム自体が線量計として機能する放射線診断・治療時の人体内3 次元線量分布評価システムを開発する。本研究によって放射線治療・診断のQA の高度化や医療被ばくのリスク評価の信頼度向上が期待される。
開発目標とする熱蛍光スラブ材料は4 種類とし、骨・筋肉・軟組織・脂肪の4 つの人体組成に対して実効原子番号、密度の等価性の高い材料の開発と評価を行う。平成29年度の計画では、骨および筋肉組成等価な熱蛍光スラブ材料の開発とその評価を進めた。
骨等価のTL材料としてまず、骨の実効原子番号と近いAl2O3に着目した。また、目的の組織との等価性を高めるために密度制御したAl2O3の基礎熱蛍光特性の調査、光子線治療における人体組織との等価性の理論計算を行った。密度は、通常の3.7g/cm3から10, 20, 30, 40, 50 %小さくしたセラミックスを製作した。電子密度を計算し組織等価性の評価を行った結果、骨等価性の高いTL材料として期待できることが明らかになった。筋肉等価性についても密度制御により筋肉等価性を高めることはできたが、他の材料でも検討を行い最適なTL材料の開発を進める必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の計画では、骨および筋肉組成等価な熱蛍光スラブ材料の開発とその評価を進めることであった。
骨等価性の高い熱蛍光スラブ材料については、Al2O3が適していることを理論解析と実測の両面から明らかにすることができた。また、筋肉等価性については、最適化の余地は若干残されているが、Al2O3の密度制御を行うことで筋肉等価性を高めることができることを明らかにした。
以上のことから、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成 30 年度は軟組織・脂肪組成等価な熱蛍光スラブ材料の開発とその評価を行う。研究計画の工程については、平成29年度と同様に①軟組織・脂肪組成等価な熱蛍光スラブ材料の合成と基礎特性の測定②選定された熱蛍光材料の線量計としての特性の調査③大型化、とする。
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| Causes of Carryover |
骨等価性の熱蛍光材料開発費として試薬やセラミックの購入額が予定より低く抑えることができた。次年度では、筋肉、軟組織、脂肪等価性の高い新たな熱蛍光材料を開発する必要があるため、その購入費として使用する。
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