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2016 年度 実施状況報告書

フリッケゲル線量計におけるLET依存性制御方法の検討

研究課題

研究課題/領域番号 26820412
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)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード重粒子線治療 / ゲル線量計 / 三次元線量分布 / MRI / 放射線化学 / LET効果 / ナノコンポジットゲル / 水溶液線量計
研究実績の概要

重粒子線を用いたがん治療において計画される複雑な重粒子線の三次元線量分布の測定が必要とされる。一方で、全ての固体/ゲル状の線量計において、重粒子線のLET増加に伴う感度特性の低下が生じる。これによって、精密な三次元線量分布の評価が困難となっている。近年、申請者は脱気環境下で水分散ナノクレイを加えフリッケゲル線量計を調製することでLET非依存の感度特性を持ち、唯一の重粒子線の三次元線量計となることを発見した。
本研究ではこのフリッケナノコンポジットゲル線量計の詳細な反応メカニズム並びにLET依存性の制御方法の検討を進めている。昨年度までに水和電子による鉄の還元反応がチキソトロピックゲル中で特異的に進行していることや、この還元反応がLETに非依存な感度特性を示す主要因であることを報告し、既存の酸性水溶液中の鉄の酸化反応を利用したフリッケ線量計・フリッケゲル線量計の反応スキームと大きく異なることを明らかにした。
本年度はさらに化学量論的な議論を進めたところ、フリッケナノコンポジットゲル線量計の感度特性を水の放射線分解G値から大まかに説明可能であること分かった。また、このNC-FGに対していくつかのラジカル捕捉剤を数 mMの濃度で添加すると、LET依存性が大きく変化する様子を得ることができ、LET依存性をカスタマイズした線量計開発の可能性が示唆された。これらの研究結果は論文として主要なジャーナルから公表されている。

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

本年度までの研究成果は論文として公表された。

今後の研究の推進方策

フリッケゲル線量計におけるLET依存性の制御は大まかには可能であることを示唆する実験データが得られつつあるものの、その過程で感度の低下並びに実験効率の低下に至り、今後は感度の増加も含めた検討を進める。

次年度使用額が生じた理由

研究計画通り、本ゲル線量計の主要な反応機構について明らかにし、その反応の制御方法の検討も進めている。さらに、本研究成果をベースとしたいくつかの共同研究の発展に至り、共同で利用する研究経費の削減が可能となった。

次年度使用額の使用計画

補助事業の目的を精緻に達成するための研究の実施並びに学会参加、論文投稿などを進める。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Organic-Gelatin-Free Nanocomposite Fricke Gel Dosimeter.2017

    • 著者名/発表者名
      T. Maeyama, N. Fukunishi, K. L. Ishikawa, K. Fukasaku, S. Fukuda
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 121 ページ: 4238-4246

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b11936

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 粒子線がん治療用三次元ゲル線量計の開発2017

    • 著者名/発表者名
      前山拓哉
    • 学会等名
      放射線検出器の研究シーズと医療現場ニーズに関するシンポジウム(第 3 弾)~微小空間の線量測定に関する最新技術~
    • 発表場所
      首都大学東京荒川キャンパス 大視聴覚室 (東京都荒川区)
    • 年月日
      2017-01-07 – 2017-01-07
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼラチンフリーナノコンポジットフリッケゲル線量計2016

    • 著者名/発表者名
      前山拓哉, 福西暢尚, 石川顕一, 深作和明, 福田茂一
    • 学会等名
      第5回3Dゲル線量計研究会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス・ おうばくプラザ (京都府宇治市)
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-04
  • [学会発表] 高線量率小線源治療におけるポリマーゲル線量計の有用性2016

    • 著者名/発表者名
      江口昂, 渡邉祐介, 水上慎也, 前山拓哉, 林慎一郎, 寺崎剛史, 首藤宣昭, 五味勉
    • 学会等名
      第5回3Dゲル線量計研究会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス・ おうばくプラザ (京都府宇治市)
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-04

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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