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2018 年度 実施状況報告書

ポリマーゲル線量計を用いた人体リアルファントムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07722
研究機関茨城県立医療大学

研究代表者

藤崎 達也  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (00285058)

研究分担者 阿部 慎司  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (00274978)
布施 拓  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 助教 (10712648)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード高精度放射線治療 / ポリマーゲル線量計 / 人体ファントム / アガロース
研究実績の概要

人体等価ファントムの作製技術、ポリマーゲル線量計の作製技術、ボーラス型ゲル線量計の開発研究、およびフルモンテカルロ計算技術により、ポリマーゲル線量計による人体リアルファントムを開発する。
人体リアルファントムは人体を忠実に模した組織等価な人体モデルであり、かつ、ポリマーゲルによる組織等価型の3次元線量分布測定ツールである。この性能を利用して、従来困難であった強度変調回転放射線治療(VMAT)や強度変調放射線治療(IMRT)に対する患者個別の3次元線量分布検証について検討する。
平成30年度は、ポリマーゲルにゲル化剤としてアガロースおよび数種類の原料を調合して、水等価性能を有するポリマーゲル線量計を作製して線量応答性を検討した。また、フルモンテカルロ線量計算システムを用いて人体リアルファントム内の表面線量から体内の詳細な3次元線量分布を検討するため、高エネルギー放射線発生装置の加速器ヘッドシミュレーションを行った。
その結果、アガロースを使用して作製したポリマーゲル線量計は従来のゼラチンを用いたポリマーゲル線量計によりも形状保持性や酸素阻害の少ない特長を有していることが示された。線量応答性においては、アクリルアミド系ではゼラチンと同様の線量応答性が得られた。また、人体リアルファントムの性能評価に使用するための高エネルギー放射線発生装置の2次コリメータ上流の位相空間データをデータベースに蓄積することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は水等価性能を有するポリマーゲル線量計を作製したが、今後はより人体組織に対応した形状・性能をを有するポリマーゲル線量計を作製する。研究の進め方等には大きな変更はない。

今後の研究の推進方策

ポリマーゲル線量計の形状と硬度を調整してin vivoドジメトリが可能な人体リアルファントムを作製する。そして、人体リアルファントムに放射線治療ビームを照射して、実測とモンテカルロシミュレーションによる3次元線量分布の検証を行う。

次年度使用額が生じた理由

(理由)
当初購入を予定してい解析ソフトウェアが想定よりも高価だったことや、安価なポリマーゲル原料を購入して自家製造したため。
(使用計画)
解析ソフトウェアの再検討を行い購入するとともに、ポリマーゲル原料や封入パック等の関連物品を入手して研究を進める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Design and characteristics of an agar additive polymer gel dosimeter2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Fuse, Satoshi Oyama, Kenji Yasue, Shotaro Ito, Tomoaki Sato, Tatsuya Fujisaki, Shinji Abe, Katsuhiko Oyama, Akiyoshi Suzuki, Tomoyuki Yoshizawa, Yuiko Kitajima
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 151 ページ: 62-66

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2019.04.038

    • 査読あり
  • [学会発表] Study of in vivo dosimetry using polymer gel dosimeter2018

    • 著者名/発表者名
      Fuse H, Oyama S, Yasue K, Abe S, Fujisaki T
    • 学会等名
      The 115th Meeting of Japan Society of Medical Physics
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリマーゲル線量計の硬度および透明性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      大山 哲史,布施 拓,伊東 翔太郎,佐藤 智亮,安江 憲治,藤崎 達也,大山 勝彦,鈴木 昭義
    • 学会等名
      第15回茨城放射線腫瘍研究会
  • [学会発表] 寒天を添加したポリマーゲル線量計の線量応答と線量分布の検討2018

    • 著者名/発表者名
      大山哲史、布施拓、安江憲治、大久保樹、桑久保大樹、藤崎達也、阿部慎司
    • 学会等名
      第46回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [学会発表] 寒天を使用したポリマーゲル線量計に対するアミノ酸の影響2018

    • 著者名/発表者名
      大山哲史、布施拓、安江憲治、桑久保大樹、大久保樹、藤﨑達也、阿部 慎司
    • 学会等名
      第116回日本医学物理学会学術大会

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公開日: 2019-12-27  

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