2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of disposable dosimeter for in-vivo measurement of organ at risk during radiation therapy
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19K08223
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
林 裕晃 金沢大学, 保健学系, 准教授 (30422794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金澤 裕樹 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (80714013)
生島 仁史 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (90202861)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 密封小線源治療 / OSL線量計 / 放射線治療 / 子宮頸がん治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
子宮頸がん治療において密封小線源を用いた照射は，線形加速器を用いた放射線療法や化学療法などと併用され，広く臨床に普及している．線形加速器を用いた照射は技術革新が進んでおり照射範囲を高精度に制御できる一方で，密封小線源治療での制御は難しい．そこで，本研究の目的は，密封小線源治療において照射線量を実測できる線量計を開発し，臨床データを解析することに設定した．
これまでに，線量計の基材であるOSLシートを用いて，直腸線量計のプロトタイプを作成した．昨年度の研究では，線量計の応答が得られた際に，物理量である水吸収線量に変換するための「信号応答-線量間の校正直線」の作成を重点的に行った．
線量計の応答値は，放射線の吸収量に比例した信号として得られ，市販のOSLリーダーを用いて行っている．この信号値は，放射線の線種やエネルギーによって変化するので，密封小線源治療で使用している192-Irに対して特別に校正直線を作成する必要がある．一方で，臨床で使用されている治療計画では，患者を“水”と見立てた際の吸収線量を計算するシステム(TG-43アルゴリズム)が使用されており，治療計画装置と呼ばれている．この装置は，病院で実際に使用している192-Ir線源の情報が入っており，世界的に認められている計算手法なので，本研究にも取り入れることにした．すなわち，治療計画装置を用いて水と仮定して計算された値を，OSLシートや空隙を有するカテーテルで構成される線量計の値に焼き直すことができれば，治療計画装置を有効に利用できると発想した．そこで，モンテカルロシミュレーションコードEGS5を用いて上述の物理を考慮した計算を行い，校正定数を決定した．この計算が正しいことを実証するために，試作した直腸線量計に加えて市販の小型OSL線量計を用いて校正直線を作成し，上述の計算手法に矛盾がないことを確かめた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
線量計で得られた計測値を線量に変換するための「信号応答-線量間の校正直線」が得られたことで，本線量計を用いた線量評価が可能となった．本線量計は円筒形状をしており，得られる計測値は，線量計の円周上の定点(3点)である．測定値として評価しやすい値は，線量計の中心位置に相当する線量であるため，3点で評価した線量値から中心の線量を求められるかどうかも検討した．その結果，3点の平均値が中心位置の線量をよく再現できることが分かった．さらに，線量計と線源の位置関係を変化させて同様の評価を行っても，3点の測定値から中心位置の線量を適切に推定できることが分かった．この結果は，本線量計を臨床使用する際に，線量計の回転に関しては特別な注意をする必要がないことを意味しており，本線量計を臨床応用した際に線量計の構造に起因する線量への系統誤差が非常に少ないことが示唆される．このように，昨年の研究によって，線量計を臨床応用する際に問題点となる事柄を解決することができた．一方で，新型コロナウイルス感染症の影響で多くの学会がオンライン化または中止となったため，本成果を積極的に対外発表できなかった．最終年度に向けて研究を取りまとめ，学会・論文発表をしていきたい．
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| Strategy for Future Research Activity |
作成した校正直線を用いて臨床データの解析を行い，本線量計を用いて実測することによる効果を検証する．線量の実測値と治療計画装置で計算された線量を比べることで差を定量化したいが，臨床データは患者さんの状況によって様々な状況にあり，線量計を校正した条件である静的かつ理想的なものではないため，臨床的に起こり得る誤差要因をあらかじめ想定した上で解析を行うことを検討している．主な誤差要因は，患者さんの動きや治療計画装置で解析した医用画像の不完全さに起因する．さらに，このようにして得られた検出器の基礎特性と臨床データをまとめ，学会や英語投稿論文にて世界に公表する．
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| Causes of Carryover |
論文投稿に関わる支払い額が不明だったため，予算を使わずにおいた．結果として，想定よりも少額の支払いで投稿できたため，繰越金が出た．次年度に学会発表などを想定しているが，学会参加費に加えてポスター制作や印刷などに経費が掛かることが見込まれるため，適切に執行できる見通しである．
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