放射線治療のための3次元色素ゲル線量計の開発と応用に関する研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K09072
• 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: 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)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 医学物理 / ゲル線量計 / ラジオクロミック / 光学CT / 線量分布 / 放射線治療 / 品質保証 / 品質管理

研究実績の概要

2021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．
本年度は化学架橋によりゲル化したPVAをマトリクスとしたPVA-GTA-Iゲルの自動酸化（バックグラウンドの増加）を抑制するためにこれまではスクロースを用いていたが，これを本来の組成に含まれるフルクトースを最適化することによる効果を調べた．また，前年度より行っていた，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系とも組合せてその効果を検証した．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，2次元での応用や、位置検出器としての利用も試み、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．

研究成果

• [雑誌論文] Effects of PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter components on optical dose-response (2022)
  • 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 ページ: 012014～012014
  • DOI: 10.1088/1742-6596/2167/1/012014
  • 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 Reactor (2022)
  • 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 ページ: 012006～012006
  • DOI: 10.1088/1742-6596/2167/1/012006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dosimetry in high-dose-rate brachytherapy with a radio-fluorogenic gel dosimeter (2022)
  • 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 ページ: 012032～012032
  • DOI: 10.1088/1742-6596/2167/1/012032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-dimensional Winston?Lutz test using reusable polyvinyl alcohol-iodide (PVA-I) radiochromic gel dosimeter (2021)
  • 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 ページ: 205001～205001
  • DOI: 10.1088/1361-6560/ac279d
  • 査読あり
• [学会発表] Effects of PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter components on optical dose-response (2021)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Hayashi
  • 学会等名: 11th International Conference on 3D and Advanced Dosimetry
  • 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 Reactor (2021)
  • 著者名/発表者名: kenichi Tanaka
  • 学会等名: 11th International Conference on 3D and Advanced Dosimetry
  • 国際学会
• [学会発表] Dosimetry in high-dose-rate brachytherapy with a radio-fluorogenic gel dosimeter (2021)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue
  • 学会等名: 11th International Conference on 3D and Advanced Dosimetry
  • 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
• [学会発表] A Study on 2D Component-Discrimination Estimation for BNCT Irradiation Field using Radiochromic Gel Dosimeter (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Sakurai
  • 学会等名: The 9th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics
  • 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
• [学会発表] A study on 2D component-discrimination estimation for BNCT irradiation field using a PVA-GTA-I radiochromic gel dosimeter (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Sakurai
  • 学会等名: 19th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • 国際学会
• [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