| 研究課題/領域番号 |
17K09072
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| 研究機関 | 広島国際大学 |
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研究代表者 |
林 慎一郎 広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (20238108)
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| 研究分担者 |
高梨 宇宙 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (40646692)
川村 拓 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 客員研究員 (80424050)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ゲル線量計 / 医学物理 / 色素 / 光学CT / 三次元線量分布 / 放射線治療 / 品質保証 / 品質管理 |
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| 研究実績の概要 |
2020年度も、引き続き前年度までに見いだされた有望な素材（ポリビニルアルコール－ヨウ素錯体）を用いた3次元色素ゲル線量計の最適化と改良、および光学CTの開発改良を行ってきた。
本系の基本組成は部分ケン化型ポリビニルアルコール（PVA）とヨウ化カリウム(KI)、還元剤としてフルクトースを含み、線量感度・線量率非依存性・加算性・空間安定性・再利用性などの点において、多くの優れた特性を示す。
本年度はPVAを化学架橋することによりゲル化させたPVA-GTA-Iゲルの感度をより高めるために増感剤を添加した系を検討し、有望な結果を得た。特に、水の放射線分解によって生成する溶媒和電子によるヨウ素ラジカルの再結合を防ぐために電子捕捉剤を用いた場合、より高い効果が得られることを見出した。これらの結果は国内外の学会にて報告予定であったが、コロナ禍による中止や延期を受けて、その一部のみ、オンライン開催された学会（第119回日本医学物理学会学術大会（5/15-6/14, Web）、AAPM 2020 (7/12-16, USA, online)）で報告した。
一方、光学CTの開発は、ゲルマトリクス改良(PVA-GTA-I)により大幅な透明度は改善できたものの、これまでに引き続きやや難航している。初年度からの定量的読み取りに関する問題点を改善するため、昨年度も継続してゲル線量計の容器によるプローブ光の散乱や屈折の問題などの問題点の洗い出しを中心に行ってきた。また、治療計画との比較のためのソフトウェアの開発を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
コロナ禍により学内外の施設の利用が大幅に制限され、出張を伴う実験やディスカッションが実施できなかった。また、光学CTの開発においては、昨年度より引き続きデータ読み取り・データ処理の方法に困難が見られ、問題点の絞り込みは進められたものの、共同研究者の職場においても入構が制限されたこともあり、3次元読み取り・解析・評価まで進めなかった。従って総合的に見るとやや遅れていると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに開発してきたポリビニルアルコールーヨウ素（PVA-I）ラジオクロミックゲル線量計に関して、得られている結果から、更なる感度や透明度、時間・空間安定性などの改善が可能と考えられるので、新規組成の検討・探索、および最適化の他、それらに関する実験を引き続き行う。また、得られた組成を臨床応用に結びつける。更に、ポリビニルアルコールの種類や、他の高分子化合物とヨウ素の錯体を用いて異なる吸収波長のゲル線量計の開発も進めている。
一方で、光学CTの開発に関してもゲル化剤とプローブ波長の最適な組合せや、遅れているデータ読み取り手法、および3次元解析手法の構築を引き行う。
最終的には光学CTに最適化されたゲル線量計を用いて3次元線量分布評価のプロトコルを確立する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）コロナ禍により学内外の施設の利用が大幅に制限され、出張を伴う実験や学会でのディスカッションが十分実施できなかった。また、それに伴い、試薬や器具の購入が遅れた。
（使用計画）R2年度に購入できなかった、各種試薬や容器等の器具を購入する。また、光学CTの読み出しやデータ処理の特性評価法の確立を進め、対応した部品を購入し、装置の作製を加速する。
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