人工ルビーを使用した放射線治療時の局所照射線量多数点リアルタイム測定に関する研究

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12327
• Research Institution: International University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 細貝 良行 国際医療福祉大学, 保健医療学部, 教授 (90451525)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 線量計 / リアルタイム / 多数点測定 / 放射線治療 / 人工ルビー / 半導体型光電子増倍管 / MPPC

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、現在未対応となっている放射線治療時の照射線量をリアルタイムに多数点で把握する目的として、人工ルビーをセンサとして使用した線量計の開発である。
リアルタイムに線量把握を行うためには、センサ部分の放射線吸収が少なく、放射線治療時のリファレンスとしてしようされる電離箱線量計との相関が得られるシステムが要求される。これに対し、本研究課題申請時にも問題点として上げていたが、深部線量百分率（PDD）の測定で、推進の深さに比例して電離箱線量計と若干の乖離が見られていた。本研究課題において、この乖離について詳細な検討を行った結果、この乖離が光ファイバー内で発生するチェレンコフ照射の影響であることが解った。市販されている同様の線量計でも、このチェレンコフ照射の影響は受けており、事前に測定して補正する等の対策がなされているが、精度の高い補正は難しいのが現状である。しかしながら、本研究課題において的確な補正ができる補正法を発案したため、現在特許申請を考慮している段階である。
多数点測定に関しては、本研究課題において複数の人工ルビーを使用したセンサ部分の製作を行い、センサ個々の特性を測定した結果、感度の相違は確認できるが、照射線量に対する直線性が確認でき、充分補正が可能である事が解った。また、人工ルビーからの光検出を目的として使用した半導体型光電子増倍管（MPPC）に関しては、MPPCの開発元である浜松ホトニクスと暗電流（ノイズ）対策をもう少し再検討する必要があることが解った。
これらを踏まえて、本研究での線量計の開発は人工ルビーの残光に対する補正法の検討ならびにMPPCの暗電流対策を的確に行う事で、上市可能なシステムであることが解った。
これらのデータを国際学会にて報告予定であったが、コロナの影響により学会参加ができなかったため、研究期間を延長し、今年度内に報告する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

データ収集を本学関連病院にて実施する予定であったが、コロナの影響により院内へ頻繁に出入りすることが難しく、いくつかの詳細なデータ取得ができなかったため、研究期間を延長し、本年度内に実施する予定である。
また、得られたデータを国際学会にて報告予定であったが、コロナの影響により学会参加ができなかったため、研究期間を延長し、今年度内に報告する予定である。

Strategy for Future Research Activity

前述したが、詳細なPDDのデータを再度取得し、本年度内にチェレンコフ光の補正方法を確定する予定であり、その結果を踏まえて国際学会にて報告を考えている。MPPCモジュールに関し、より正確な暗電流補正法を浜松ホトニクス側と検討する必要があり、この点に関しては、コストの問題もあり本研究期間内での決着は見込めず、さらなる研究開発費の申請を行う必要があると考えている。

Causes of Carryover

データを国際学会にて報告予定であったが、コロナの影響により学会参加ができなかったため、研究期間を延長し、今年度内に報告する予定である。