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ヨウ素錯体を利用した3次元ラジオクロミックゲル線量計の開発と応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K08039
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関広島国際大学

研究代表者

林 慎一郎  広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (20238108)

研究分担者 五東 弘昭  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80635235)
小林 毅範  帝京大学, 医療技術学部, 教授 (10459365)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード3次元ゲル線量計 / ラジオクロミックゲル / 医学物理学 / 放射線治療 / 治療計画 / 光学CT装置 / 放射線化学 / 化学線量計 / ゲル線量計 / 3次元線量評価 / ポリビニルアルコール / 医学物理 / ラジオクロミック線量計 / 光学CT / 三次元線量分布 / 品質管理 / 品質保証 / ラジオクロミック / 線量分布 / ヨウ素錯体 / 線量評価
研究開始時の研究の概要

本研究では,放射線治療における3次元線量分布を直接評価するためのツールとして,我々が先の研究で見出した放射線照射によるヨウ素の酸化とそれに伴う錯体形成による発色を利用した新規な機序による3次元ラジオクロミックゲル線量計に対して,より有効な組成探索と最適化を行い,光学的CT装置を用いて3次元線量分布を評価する.これにより放射線治療における品質保証/品質管理の拡充を目指して,その基礎特性評価から線量やエネルギー,読み出し装置(光学的CT)に最適化した3次元ゲル線量計の開発を行い,臨床で用いることの出来る線量評価ツールとして確立することを目的とする.

研究成果の概要

放射線治療における三次元線量分布を直接評価するためのツールとして,放射線によってゲル溶液中で形成されるヨウ素とポリビニルアルコールの錯体による赤い発色を利用した新規なラジオクロミックゲル線量計の開発を行った.組成の最適化や各種添加剤による特性改良とその基礎特性評価を行った.その結果,経時・空間・熱安定性や線量応答(感度)等に大幅な改良がなされた.同時にその臨床応用にも取り組み,医療用加速器からのX線や電子線に対する深部線量分布評価や精度保証のための位置検出器として利用する方法を確立した.さらに,三次元線量分布評価に不可欠な光学CT装置を自作し,治療計画との比較を行い,その有用性が示された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

三次元ゲル線量計,特にラジオクロミックゲル(RG)線量計の開発と臨床応用は,これまで欧米の研究が先行していたが,我々の開発した新規なRG線量計は既存のRG線量計とは異なる発色機構を用いており,国産のRG線量計である.我々のRG線量計では既存のRG線量計のいくつかの欠点が改善されており,再利用可能である点も画期的である.また,自作した汎用型光学CT装置と併せたシステムを構築し,RG線量計を実臨床へ応用する手法をいくつか確立した.これらの成果は今後の放射線治療における三次元線量分布評価法として臨床への普及にも大きく貢献できると考えている.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 11件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] ゲル線量計による三次元線量評価2023

    • 著者名/発表者名
      小野薫、林慎一郎
    • 雑誌名

      月刊インナービジョン2023年11月号

      巻: 38 ページ: 34-36

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Verification of dose distribution in high dose-rate brachytherapy for cervical cancer using a normoxic <i>N</i>-vinylpyrrolidone polymer gel dosimeter2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Yusuke、Maeyama Takuya、Mizukami Shinya、Tachibana Hidenobu、Terazaki Tsuyoshi、Takei Hideyuki、Muraishi Hiroshi、Gomi Tsutomu、Hayashi Shin-ichiro
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 63 号: 6 ページ: 838-848

    • DOI

      10.1093/jrr/rrac053

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ポリビニルアルコール-ヨウ素錯体の発色を利用したラジオクロミックゲル線量計の開発2022

    • 著者名/発表者名
      林慎一郎
    • 雑誌名

      放射線化学

      巻: 113 ページ: 5-11

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラジオクロミックゲル線量計の臨床応用 ―反復利用型PVA-Iゲル線量計を用いた3次元 Winston-Lutzテスト―2022

    • 著者名/発表者名
      小野薫,池田幸恵,藤野圭介,栗原凌佑,林慎一郎,赤木由紀夫,廣川裕
    • 雑誌名

      放射線化学

      巻: 113 ページ: 13-24

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリビニルアルコール-ヨウ素錯体の発色を利用した3Dラジオクロミックゲル線量計の開発2022

    • 著者名/発表者名
      林慎一郎
    • 雑誌名

      SIS Letters(ヨウ素学会誌)

      巻: 23 ページ: 9-16

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 3次元ゲル線量計2022

    • 著者名/発表者名
      林慎一郎
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 74-2 ページ: 109-115

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effects of PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter components on optical dose-response2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Shin-ichiro、Ono Kaoru、Fujino Keisuke、Kurihara Ryosuke
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2167 号: 1 ページ: 012014-012014

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2167/1/012014

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement of spatial fluence distribution of neutrons and gamma rays using MAGAT-type gel detector doped with LiCl for BNCT at Kyoto University Reactor2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kenichi、Kajimoto Tsuyoshi、Mitsuyasu Aruma、Ito Yuto、Hayashi Shin-ichiro、Sakurai Yoshinori、Tanaka Hiroki、Takata Takushi、Bengua Gerard、Endo Satoru
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2167 号: 1 ページ: 012006-012006

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2167/1/012006

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dosimetry in high-dose-rate brachytherapy with a radio-fluorogenic gel dosimeter2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue K.、Watanabe Y.、Maeyama T.、Mizukami S.、Hayashi S.、Terazaki T.、Muraishi H.、Gomi T.、Shimono T.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2167 号: 1 ページ: 012032-012032

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2167/1/012032

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional Winston?Lutz test using reusable polyvinyl alcohol-iodide (PVA-I) radiochromic gel dosimeter2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Kaoru、Fujino Keisuke、Kurihara Ryosuke、Hayashi Shin-ichiro、Akagi Yukio、Hirokawa Yutaka
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 66 号: 20 ページ: 205001-205001

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ac279d

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of the components of a radiochromic PVA-Iodide gel dosimeter on the thermal and spatial stability2020

    • 著者名/発表者名
      Fujino Keisuke、Ono Kaoru、Hayashi Shin-ichiro、Yasuda Hiroshi、Akagi Yukio、Hirokawa Yutaka
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 135 ページ: 106338-106338

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2020.106338

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dosimetric impact of iodine content in a polyvinyl alcohol-iodide radiochromic gel dosimeter2020

    • 著者名/発表者名
      Ono Kaoru、Fujino Keisuke、Hayashi Shin-ichiro、Akagi Yukio、Hirokawa Yutaka
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 135 ページ: 106340-106340

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2020.106340

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of dose distribution in high-dose-rate brachytherapy using a nanoclay-based radio-fluorogenic gel dosimeter2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Yusuke、Maeyama Takuya、Mochizuki Anri、Mizukami Shinya、Hayashi Shin-ichiro、Terazaki Tsuyoshi、Muraishi Hiroshi、Takei Hideyuki、Gomi Tsutomu、Shimono Tetsunori
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 65 号: 17 ページ: 175008-175008

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab98d2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ホウ素中性子捕捉療法のためのLCVミセルゲル線量計の中性子・ガンマ線照射特性評価2024

    • 著者名/発表者名
      成田亮介,林慎一郎,櫻井良憲
    • 学会等名
      日本原子力学会 2024年春の年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光学CT装置によるラジオクロミックゲル線量計計測システムの構築および3次元線量評価2024

    • 著者名/発表者名
      藤野圭介,栗原凌佑,小野薫,池田幸恵,林慎一郎,赤木由紀夫,廣川裕
    • 学会等名
      第80回 日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary study for 3D dose distribution evaluation in neutron capture therapy using a PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter2024

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Hayashi, Ryosuke Narita, Yoshinori Sakurai
    • 学会等名
      20th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT20)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on dose components discrimination estimation methods using micellar gel dosimeters for quality assurance in boron neutron capture therapy2024

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Narita, Yoshinori Sakurai, Shin-ichiro Hayashi
    • 学会等名
      20th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT20)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反復利用型PVA-Iゲル線量計による小照射野電子線のPDD計測2023

    • 著者名/発表者名
      栗原凌佑,小野薫,池田幸恵,藤野圭介,林慎一郎,赤木由紀夫,廣川裕
    • 学会等名
      第79回 日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] BNCTにおける品質保証のための色素ゲル線量計の最適化検討2023

    • 著者名/発表者名
      成田亮介,林慎一郎,櫻井良憲
    • 学会等名
      第19回 日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Influence of the composition on the dose-response of PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter2023

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Hayashi, Ryosuke Kurihara, Keisuke Fujino, Sachie Ikeda, Kaoru Ono
    • 学会等名
      17th International Congress of Radiation Research (ICRR2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反復利用型PVA-Iゲル線量計を用いた3次元線量評価2023

    • 著者名/発表者名
      藤野圭介,林慎一郎,栗原凌佑,池田幸恵,小野薫,廣川裕
    • 学会等名
      第26回 ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] BNCTにおける品質保証のためのミセルゲル線量計の最適化2023

    • 著者名/発表者名
      成田亮介,林慎一郎,櫻井良憲
    • 学会等名
      第126回 日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肝癌定位放射線治療計画におけるヨード造影剤の影響 ーPVA-Iゲル線量計を用いたPDD評価ー2023

    • 著者名/発表者名
      小野薫 ,池田幸恵,藤野圭介,栗原凌佑,林慎一郎,赤木由紀夫,廣川裕
    • 学会等名
      第126回 日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] PVA-Iゲル線量計による3次元線量分布計測に影響する因子の検討2023

    • 著者名/発表者名
      栗原凌佑, 小野薫,池田幸恵,藤野圭介,林慎一郎,赤木由紀夫,廣川裕
    • 学会等名
      第126回 日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光学CT装置を用いたPVA-Iゲル線量計の反復利用性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      姜裕錫,林慎一郎
    • 学会等名
      第126回 日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Potential of a novel radiochromic gel dosimeter using a boric acid-crosslinked PVA-iodide complex2023

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Hayashi, Ryosuke Kurihara, Keisuke Fujino, Sachie Ikeda, Kaoru Ono
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Solid State Dosimetry (SSD20)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホウ素中性子捕捉療法における品質保証に適したミセルゲル線量計の組成2023

    • 著者名/発表者名
      成田亮介,林慎一郎,櫻井良憲
    • 学会等名
      第66回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素中性子捕捉療法の品質保証を目的としたミセルゲル線量計の組成最適化検討2023

    • 著者名/発表者名
      成田亮介,林慎一郎,櫻井良憲
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ミセルゲル線量計の光子線および中性子線に対するエネルギー依存性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      成田亮介,林慎一郎,若林源一郎,櫻井良憲
    • 学会等名
      日本保健物理学会第56回研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多発転移性脳腫瘍に対する定位放射線照射のポリマーゲル3次元線量計測2022

    • 著者名/発表者名
      池田幸恵,小野薫,藤野圭介,栗原凌佑,林慎一郎,日置一成,宮沢正則,赤木由紀夫,廣川裕
    • 学会等名
      第78回 日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of the sensitivity of a PVA-iodide radiochromic gel dosimeter using a hydrated-electron scavenger2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Hayashi, Kaoru Ono, Ryosuke Kurihara, Keisuke Fujino
    • 学会等名
      IUPESM World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PDD measurements of electron beams using a reusable radiochromic gel dosimeter2022

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Kurihara, Kaoru Ono, Sachie Ikeda, Keisuke Fujino, Shin-ichiro Hayashi, Yukio Akagi, Yutaka Hirokawa
    • 学会等名
      第124回 日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 円筒型半導体アレイとポリマーゲル線量計によるノンコプラナーVMATの3次元線量検証2022

    • 著者名/発表者名
      池田幸恵,小野薫,藤野圭介,栗原凌佑,林慎一郎,宮沢正則,赤木由紀夫,廣川裕
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 反復利用型 PVA I ゲル線量計 による 3 次元線量評価 の有用性2022

    • 著者名/発表者名
      藤野圭介,小野薫,池田幸恵,栗原凌佑,林慎一郎,五東弘昭,宮沢正則,赤木 由紀夫,廣川裕
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of the components of a PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter on the optical dose response2021

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Hayashi
    • 学会等名
      11th International Conference on 3D and Advanced Dosimetry
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of spatial fluence distribution of neutrons and gamma rays using MAGAT-type gel detector doped with LiCl for BNCT at Kyoto University Reactor2021

    • 著者名/発表者名
      kenichi Tanaka
    • 学会等名
      11th International Conference on 3D and Advanced Dosimetry
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dosimetry in high-dose-rate brachytherapy with a radio-fluorogenic gel dosimeter2021

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue
    • 学会等名
      11th International Conference on 3D and Advanced Dosimetry
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PVA-GTA-Iラジオクロミックゲル線量計を用いたBNCT照射場の2次元線質弁別評価に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      櫻井良憲
    • 学会等名
      第17回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MAGATゲルを用いた熱中性子およびγ線の弁別測定2021

    • 著者名/発表者名
      田中憲一
    • 学会等名
      第17回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study on 2D Component-Discrimination Estimation for BNCT Irradiation Field using Radiochromic Gel Dosimeter2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Sakurai
    • 学会等名
      The 9th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミロース-ヨウ素錯体を利用した3Dラジオクロミックゲル線量計の開発2021

    • 著者名/発表者名
      林慎一郎
    • 学会等名
      第24回 ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A study on 2D component-discrimination estimation for BNCT irradiation field using a PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Sakurai
    • 学会等名
      19th International Congress on Neutron Capture Therapy
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BNCTにおけるPVA-GTA-Iゲル線量計を用いた2次元線質弁別評価に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      柿本 有貴、林 慎一郎、高田 卓志、田中 浩基、櫻井 良憲
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] How to make a PVA-I radiochromic gel dosimeter2020

    • 著者名/発表者名
      林慎一郎、小野薫、藤野圭介、木下佳祐、栗原凌佑
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] PDD measurements of electron beams with a reusable radiochromic gel dosimeter2020

    • 著者名/発表者名
      栗原凌佑、小野薫、藤野圭介、林慎一郎、赤木由紀夫、廣川裕
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-Dimensional Isocenter Verification for Real-Time Tumor-Tracking Radiotherapy System Using a Reusable PVA-I Radiochromic Gel Dosimeter2020

    • 著者名/発表者名
      K Ono, T Sera, T Shiinoki, S Hayashi, K Fujino, Y Akagi, Y Hirokawa
    • 学会等名
      AAPM 2020 62th Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヨウ素錯体を利用したラジオクロミックゲル線量計の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      林慎一郎
    • 学会等名
      第63回 放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] PVA-I / B(OH)3; 色素ゲル線量計の線量応答特性と組成依存性の測定2020

    • 著者名/発表者名
      秋田純吾, 田中憲一, 林慎一郎, 光安歩真, 梶本剛, 遠藤暁
    • 学会等名
      日本原子力学会中国・四国支部第14回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 広島国際大学 DOSGEL group(仮)

    • URL

      https://hirokokushin.sakura.ne.jp/hr/dosgel/index-j.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 広島国際大学 DOSGEL group

    • URL

      http://www.hirokoku-u.net/hr/dosgel/index-j.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 広島国際大学 DOSGEL group (兼 3Dゲル線量計研究会事務局)

    • URL

      http://www.hirokoku-u.net/hr/dosgel/index-j.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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