2020 Fiscal Year Research-status Report
実用化に向けた高線量率小線源治療におけるポリマーゲル線量計の測定技術の確立と応用
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18K07769
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
渡邉 祐介 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (90582742)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五味 勉 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (10458747)
林 慎一郎 広島国際大学, 保健医療学部, 准教授 (20238108)
前山 拓哉 北里大学, 理学部, 助教 (70612125)
水上 慎也 北里大学, 医療衛生学部, 助教 (80759340)
村石 浩 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (00365181)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ポリマーゲル線量計 / 高線量率小線源治療 / ３次元線量分布 / Ir-192線源 / 品質管理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高線量率小線源治療（HDR-BT）は、密封放射性同位元素（線源）を標的（腫瘍）の内部または近傍に立体的に輸送することで腫瘍に対する線量集中性を向上し、周囲の正常組織への線量投与を低減する複雑な線量分布での治療が可能である。ただし、複雑な線量投与を安全に実施するためには、3次元線量分布測定が必要である。これまでに、本研究では、Ir-192線源を使用したHDR-BTの3次元線量分布測定ツールとして、ポリマーゲル線量計の基礎特性を詳細に調査し、臨床で実施される治療プランでの3次元線量分布測定に成功した。2020年度では、ポリマーゲル線量計のほかに3次元ゲル線量計として注目される色素ゲル線量計と蛍光ゲル線量計の測定結果と比較し、HDR-BTの3次元線量分布測定におけるポリマーゲル線量計の有用性と課題を明らかとした。詳細を以下に示す。
HDR-BTの線量分布測定に対する適応性について、色素ゲル線量計の線量データの読出しには光CTスキャナが利用されるため、ポリマーゲル線量計に必要な長いMR撮像時間の課題を解決できる利点がある。また、ポリマーゲル線量計では酸素混入における重合反応の阻害が課題であったが、色素ゲル線量計では有酸素下の操作は問題とならない。しかし、その測定線量範囲は0－20 Gyであったため、HDR-BTの線源近傍の高線量領域(>100 Gy)では測定精度が劣る。蛍光ゲル線量計では、0－100 Gyの測定線量範囲を確認した。ただし、2次元フラットベッドスキャナによる線量データの取得に制限された。この結果は、Watanabe Y et al Phys Med Biol. 65:175008, 2020、Mochizuki A et al RSC Advances. 10, 28798, 2020、第76回日本放射線技術学会総会（横浜）、第81回応用物理学会秋季学術講演会（オンライン）で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
HDR-BTの3次元線量分布測定におけるポリマーゲル線量計の臨床現場への導入に向け、具体的な検討が順調に進展している。しかしながら、人体を模擬したポリマーゲル線量計の開発においては、昨年度からゲル材料、専用容器の材質・形状などの検討を繰り返し実施しているものの、医療機関（北里大学病院）での実験回数の制限のために十分な解析・評価、そして改良に至らなかった。そのため、総合的に判断して、やや遅れていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに明らかにしたHDR-BTに対するポリマーゲル線量計の基礎特性と臨床応用に関して得られた結果から、人体を模擬した形状での線量分布測定に必要なゲル組成、封入容器の改良をさらに加速させる。また、ポリマーゲル線量計によるHDR-BTの品質管理に対する運用法を確立する。最終的に測定時間、費用、および人員など運用に関する課題や臨床データ固有の測定精度への影響を検出して、臨床導入によるポリマーゲル線量計の実用化について総合評価を行う。
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| Causes of Carryover |
人体模擬ファントム（臓器ファントム）の開発・改良に必要な機材を購入予定であったが、医療機関での実験回数が制限され、新規ゲル組成とゲル封入容器の材質・形状の調査に重点を置いたため購入が遅れた。また、研究成果を報告予定であった国際学会（International Conference on 3D dosimetry）が次年度に延期となったため、旅費が発生しなかった。
2021年度では、人体に近似した状況を再現するための機材を購入し、臨床現場でのHDR-BTの3次元線量分布測定を確立を加速させ目的を達成する。
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[Presentation] ナノコンポジットフリッケゲル線量計のMRI三次元線量データ取得の試み2020
Author(s)
溝口孝大, 橋本健人, 阿部澄絵, 岩澤星弥, 綿貫陸, 中村美葉, 水上慎也, 渡邉祐介, 福西暢尚, 石川顕一, 福田茂一, 前山拓哉
Organizer
第9回3次元ゲル線量計研究会
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