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2022 年度 実施状況報告書

光反応抑制と放射線反応促進による蛍光ゲル線量計の高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 21K12524
研究機関北里大学

研究代表者

前山 拓哉  北里大学, 理学部, 助教 (70612125)

研究分担者 深作 和明  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, 客員研究員 (80283266)
犬井 洋  北里大学, 理学部, 准教授 (20348600)
福西 暢尚  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 副部長 (00523656)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードゲル線量計 / LET非依存 / 3次元線量分布 / 化学線量計 / 蛍光プローブ / 放射線化学 / 重粒子線治療 / ナノクレイ
研究実績の概要

腫瘍の形に合わせて線量を集中させた照射を行う高精度な放射線治療が普及してきている。それに伴い、治療の品質管理・品質保証の観点から、複雑になった線量分布を検証するための線量計の開発が進められている。2019年には、少量の水分散ナノクレイのみをゲル化剤とし、蛍光プローブを加えることで作られる蛍光ゲル線量計を開発した。化学測定手法の中で最も高感度な蛍光測定法を用いることで、数Gyオーダーが測定限界である従来の3次元ゲル線量計に対して、さらなる高感度化が期待できる。2022年度、蛍光プローブの新規分散剤を導入することで、ゲル線量計に高い光安定性を付与できることを明らかにし、論文として報告した。本年度は緻密な照射が可能な重粒子線に対する特性評価並びに、重粒子線治療への応用研究を進めた。
本年度は具体的に、以下の成果を得た。
(1)高い光安定性を有する蛍光ゲル線量計の重粒子線への応用を進め、LET非依存の感度特性を有するナノコンポジットフリッケゲル線量計と同様に蛍光ゲル線量計においてもLET依存性を抑制できることが明らかになった。従来の約100倍の高感度化を達成し,放射線治療線量域での線量評価が可能となる初めてのLET非依存の3次元線量計である。この分野の著名なジャーナルMedical Physics 誌に掲載された。
(2)LET非依存の蛍光ゲル線量計に対してマルチイオン照射を行い、利用可能なLETの範囲と反応メカニズムの調査を進めた。研究結果の一部を論文として投稿中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2023年に計画していた大まかな研究計画は実現することができ、論文投稿まで進めている。

今後の研究の推進方策

COVID-19で延期されていた国際学会での発表を積極的に行う。また、派生的・副次的な研究成果も生まれつつあり、論文としてまとめる。

次年度使用額が生じた理由

論文査読期間が想定より長くなっており、論文投稿費を保留している。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Radio‐fluorogenic nanoclay gel dosimeters with reduced linear energy transfer dependence for carbon‐ion beam radiotherapy2022

    • 著者名/発表者名
      Maeyama Takuya、Mochizuki Anri、Yoshida Kazuki、Fukunishi Nobuhisa、Ishikawa Kenichi L.、Fukuda Shigekazu
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 50 ページ: 1073~1085

    • DOI

      10.1002/mp.16092

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 蛍光ゲル線量計の新展開2022

    • 著者名/発表者名
      前山拓哉
    • 雑誌名

      放射線化学

      巻: 113 ページ: 25-31

    • 査読あり
  • [学会発表] HIMAC の研究利用最前線 ナノコンポジットフリッケゲル線量計の改良2022

    • 著者名/発表者名
      前山拓哉, 福西暢尚, 石川 顕一, 福田茂一
    • 学会等名
      日本量子医科学会第2回学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] DHR123 Radio-fluorogenic gel dosimeter for radiotherapy : suppressing the effect of the LET2022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Maeyama, Nobuhisa Fukunishi, Kenichi L. Ishikawa, Shigekazu Fukuda
    • 学会等名
      14th Ionizing Radiation and Polymers symposium (IRaP 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重粒子線治療用のLET非依存蛍光ゲル線量計の開発2022

    • 著者名/発表者名
      前山 拓哉, 福西 暢尚, 石川 顕一, 福田 茂一
    • 学会等名
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
  • [学会発表] ナノコンポジットフリッケゲル線量計の改良2022

    • 著者名/発表者名
      前山拓哉, 福西暢尚, 石川顕一, 福田茂一
    • 学会等名
      2021年度HIMAC共同利用研究成果発表会
  • [学会発表] Dihydrorhodamine 6Gを使用した蛍光ゲル線量計の基礎特性2022

    • 著者名/発表者名
      久田桐子, 渡邉祐介, 前山拓哉, 庄司祐汰, 林希一郎, 井上幹太, 村石浩
    • 学会等名
      第11回3次元ゲル線量計研究会
  • [学会発表] 蛍光シリコーン線量計の開発2022

    • 著者名/発表者名
      前山拓哉, 林希一郎, 庄司祐汰, 渡邉祐介, 中川清子
    • 学会等名
      第11回3次元ゲル線量計研究会
  • [学会発表] ライトシート方式蛍光ゲル断層撮影装置を用いた192Ir密封小線源の3次元線量分布測定2022

    • 著者名/発表者名
      久田 桐子, 渡邉 祐介, 前山 拓哉, 寺崎 剛史, 井上 幹太, 村石 浩
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会

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公開日: 2023-12-25  

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