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重粒子線スキャニング照射のための3次元ゲル線量計の開発とその臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 21K07696
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
研究機関横浜国立大学

研究代表者

五東 弘昭  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80635235)

研究分担者 草野 陽介  地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), その他部局等, その他 (40619665)
蓑原 伸一  地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), その他部局等, その他 (60239332)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード放射線計測 / 重粒子線治療 / ゲル線量計 / 三次元線量分布 / 線量評価 / 放射線化学 / 色素ゲル線量計 / 重粒子線 / 放射線治療 / 3次元線量分布 / 放射線の見える化
研究開始時の研究の概要

放射線(特に重粒子線スキャニング照射)への人体影響を視覚化できる3次元ゲル線量計を開発し、その測定方法を検討する。申請者らは、現在までに水等価で放射線があたると色が変わる”3次元色素ゲル”の作成に成功し、光学CTでデータを読み取り3次元の照射体系を再現す ることに成功している。しかしながら、放射線の人体影響を視覚化する上では、人体組織に より近い材料の開発、人体が動くという課題が残っている。本研究では人体の個々の組織に近い電子密度や化学成分、柔らかさを有するもので、放射線の人体透過率に近い材料の探索とその構成技術を開発する。

研究成果の概要

本研究では、開発した色素ゲル線量計の重粒子線照射時の吸収線量分布測定への適用性について基礎試験を行った。また、解決すべき課題である吸収線量とゲル線量計の測定値の絶対値との不一致(精度)についても検討した。さらに、移動標的やリアルタイム測定についても検討した。その結果、色素ゲル線量計の着色を補正し、治療計画で予想される吸収線量の相対値と比較して誤差を評価できる、OHラジカル濃度を用いた補正法を開発した。また、この結果を応用してSOBP照射時における経時変化観測と移動標的を照射の吸収線量の解析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重粒子線高速3次元スキャニング照射は、その高性能さゆえにより精密な線量分布の計測が求められているが、複雑な分布を高速に一度の照射で正確に3次元で再現できる線量計が存在しない。本研究では、重粒子線高速3次元スキャニング照射を可視化できる3次元ゲル線量計の開発に向けた基礎的な研究を行った。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Elucidation of poly(vinyl alcohol) and iodide gel dosimeter characteristics by predicting changes in radical concentrations and measuring responsiveness to heavy ion beams2022

    • 著者名/発表者名
      Tadano Kyosuke、Hayashi Kazuya、Toyohara Masumitsu、Yamamoto Seiji、Kusano Yohsuke、Minohara Shinichi、Shimono Yoshikaki、Gotoh Hiroaki
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 197 ページ: 110167-110167

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2022.110167

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induced Radionuclides and Their Activity Concentration in Gel Dosimeters Irradiated by Carbon Ion Beam2022

    • 著者名/発表者名
      Toyohara Masumitsu、Minohara Shinichi、Kusano Yohsuke、Gotoh Hiroaki、Tanaka Yoichiro、Yuhara Masaru、Yamashita Yu、Shimono Yoshiaki
    • 雑誌名

      Gels

      巻: 8 号: 4 ページ: 203-203

    • DOI

      10.3390/gels8040203

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 重粒子線の可視化を目指したPHITSによるシミュレーション および色素ゲル線量計の反応解析2023

    • 著者名/発表者名
      五東弘昭, 豊原尚実, 草野陽介, 小林直久, 上杉歩己, 蓑原伸一, 下野義章
    • 学会等名
      日本放射線化学会企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重粒子線の高速三次元スキャニング照射法の可視化を目指したモンテカルロ計算シミュレーションおよび色素ゲル線量計の反応解析2022

    • 著者名/発表者名
      小林直久, 草野陽介, 蓑原伸一, 豊原尚実,下野義章, 五東弘昭
    • 学会等名
      第11回 3Dゲル線量計研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 色素ゲル線量計を用いた重粒子線による微視空間での反応解析2021

    • 著者名/発表者名
      ○小林直久1,只野喬介1,豊原尚実1,3,草野陽介2,蓑原伸一2,下野義章3,五東弘昭1
    • 学会等名
      第10回3Dゲル線量計研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 放射線量測定方法、ゲル線量計および放射線量測定システム2023

    • 発明者名
      豊原尚実, 草野陽介, 五東弘昭, 下野義章
    • 権利者名
      豊原尚実, 草野陽介, 五東弘昭, 下野義章
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-145958
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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