小児の陽子線全脳全脊髄照射における標的外線量のポリマーゲル線量計を用いた評価

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K08117
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 武居 秀行 筑波大学, 医学医療系, 助教 (20645452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榮 武二 筑波大学, 医学医療系, 教授 (60162278) ; 磯辺 智範 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70383643) ; 渡邉 祐介 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (90582742)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 線量応答 / 複数回照射

Outline of Annual Research Achievements

本研究の3年目である2021年度は、2020年度に引き続きポリマーゲル線量計N-vinylpyrrolidone-based polymer gel (VIPET)の特性に関する研究を行った。VIPETの陽子線治療に対す る基礎特性についての報告はこれまでほとんどされていないため、臨床現場で使用するにあたり基礎特性の取得が必要である。特に、本研究のテーマである全脳全脊髄照射は、陽子線の最大照射野よりも大きい脊髄を標的とするため、数回に分割して照射を行う。その際、治療中に複数回に渡り照射を受ける箇所が存在する。このような照射法を用いた場合の線量評価を正確に行うには、ゲル線量計に照射が複数回行われた場合の線量応答を把握する必要がある。2021年度はゲル線量計を作成し、複数回照射における時間間隔を変化させ、そのときの線量応答を調べた。実際の治療を想定した時間間隔3-15分において、線量応答に大きな変化は認められなかった。LET依存性の補正については、2020年度に引き続き実験体系を再現したモンテカルロシミュレーションを用い、最適な補正式を模索している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年度までに①陽子線の線量に対する応答、②線エネルギー付与に対する応答、③無機塩の付加による感度の検討を行う予定であった。①については2019年度 に完了している。②は2020年度までに取得したデータを使用していたが、より正確な評価を行うには様々なLETのデータを追加する必要があるため、さらなるデータの蓄積が必要である。③については、現段階では無機塩の付加は行わずに線量分布の測定を行う方針である。一方で、2021年度は臨床使用を想定した測定精度の評価を開始している。

Strategy for Future Research Activity

本研究の期間は5年であり、2022年度以降は臨床使用を想定した測定精度の向上についての検討を引き続き行う。臨床使用を想定した検証では、実際の腫瘍を想定した標的形状を設定し、標的内の測定精度を評価する。測定精度評価の基準は従来法であるGafchromic filmと する。また、標的内外の正常組織の臓器別線量を評価する。標的内の線量分布は、線量差と位置誤差(γ解析)、線量均一性について治療計画と比較検証する。 標的外の線量分布は、臓器別に線量評価に利用する。
線量分布の評価を行う際に重要となるのがLET依存性の補正である。LETは直接測定が難しいため、これまでにモンテカルロシミュレーションにより実験体系を再現してLETを計算し、LETに対する応答の変化を調べた。しかし、より正確な補正式の導出にはさらに多くのLETと応答のデータを取得する必要があり、今後行う測定からもデータを順次追加することで精度の向上を目指す。

Causes of Carryover

2021年度に2回作成する予定だったポリマーゲル線量計が、COVID-19感染症対策に伴う規制により1回しか作成できなかったため。未使用額は、2022年度のポリマーゲル線量計作成のための材料費および郵送によるMRI読み取りサービスの利用料に使用する。