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論文

DNA damage induction during localized chronic exposure to an insoluble radioactive microparticle

松谷 悠佑; 佐藤 志彦; 浜田 信行*; 伊達 広行*; 石川 正純*; 佐藤 達彦

Scientific Reports (Internet), 9(1), p.10365_1 - 10365_9, 2019/07

不溶性放射性微粒子(Cs含有粒子)は、呼吸器系に吸引された後、長期にわたって気管に付着し、微粒子周辺の正常組織に不均一な線量分布をもたらすと考えられている。このような微粒子によってもたらされる生物影響は不明なままであるため、本研究では、均一な被ばくとの比較の中で、微粒子による局所的慢性被ばく下において蓄積される核内DNA損傷を研究した。我々は、微粒子を含むマイクロキャピラリーを、正常肺細胞を含む培養皿に配置し、24時間もしくは48時間被ばく後に核内誘発$$gamma$$-H2AX focusの有意な変化を観察した。モンテカルロ計算と均一被ばくとの比較から、微粒子による局所被ばく下では、遠位細胞に対する細胞間シグナル誘発DNA損傷と近位細胞に対するDNA損傷誘発の低減(防御効果)の両者が誘発されることが示唆された。微粒子による臓器線量は微量であることから、従来の放射線リスク評価で十分であると思われる。本研究により、不溶性Cs含有粒子による不均一暴露下でのDNA損傷の空間分布を定量化することに初めて成功した。

論文

A Parameter study of pencil beam proton dose distributions for the treatment of ocular melanoma utilizing spot scanning

Sutherland, K.*; 宮島 悟史*; 伊達 広行*; 白土 博樹*; 石川 正純*; 村上 昌雄*; 山極 満; Bolton, P.; 田島 俊樹

Radiological Physics and Technology, 3(1), p.16 - 22, 2010/01

Results of Monte Carlo calculated dose distributions of proton treatment of ocular melanoma are presented. An efficient spot-scanning method utilizing active energy modulation which also minimizes the number of target spots was developed. We simulated various parameter values for the particle energy spread and the pencil-beam diameter in order to determine values suitable for medical treatment. We found that a 2.5-mm-diameter proton beam with a 5% Gaussian energy spread is suitable for treatment of ocular melanoma while preserving vision for the typical case that we simulated. The energy spectra and required proton current were also calculated and are reported. The results are intended to serve as a guideline for a new class of low-cost, compact accelerators.

論文

Performance measurement of the scintillator with optical fiber detector for boron neutron capture therapy

米田 政夫; 熊田 博明; 石川 正純*; 中村 剛実; 山本 和喜; 松村 明*

Applied Radiation and Isotopes, 67(7-8, Suppl.), p.S254 - S257, 2009/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.9(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The thermal neutron flux can be easily measured in real time by using the SOF (Scintillator with Optical Fiber) detector. However the irradiation damage under high-intensity neutron flux causes the deterioration of the SOF detector due to the plastic scintillator in which $$^{6}$$LiF is blended. After irradiating the SOF detector for 4 hours (thermal neutron fluence approximately 2.0$$times$$10$$^{13}$$ neutrons/cm$$^{2}$$), the sensitivity of the SOF detector decreased by 3.0%. After irradiating the SOF detector for 2 months (thermal neutron fluence approximately 6.4$$times$$10$$^{14}$$ neutrons/cm$$^{2}$$), the sensitivity was reduced to 42%. Supposing that the thermal neutron fluence is 2$$times$$10$$^{12}$$ (neutrons/cm$$^{2}$$) on the surface of a patient in a BNCT treatment, the sensitivity of the SOF detector is reduced by approximately 0.3%. This report presents investigations on the deterioration of the SOF detector in irradiation experiments.

論文

Development of a real-time thermal neutron monitor and its clinical application

石川 正純*; 小野 公二*; 松村 明*; 山本 哲哉*; 平塚 純一*; 宮武 伸一*; 加藤 逸郎*; 櫻井 良憲*; 古林 徹*; 熊田 博明; et al.

Proceedings of 12th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-12), p.397 - 400, 2006/10

BNCTの臨床応用可能なSOF(Scintillator with Optical Fiber detector)と呼ばれる超小型熱中性子モニターを開発した。このSOFモニターを15例の実際のBNCTに適用し、BNCTへの適用性等の検証を行った。この検証結果から、従来型の2本の光ファイバを並べたプローブでは柔軟性が乏しく、実際の患者に適用するためにはフレキシビリティのあるプローブが必要であることがわかった。そこで2本の光ファイバを切り離して、検出器部分を対向状態で接続し、ループ状のプローブを開発した。これにより柔軟性が向上し、患者の任意の部位に的確かつ簡便に固定できるようになった。

論文

Development of a wide-range paired scintillator with optical fiber neutron monitor for BNCT irradiation field study

石川 正純*; 熊田 博明; 山本 和喜; 金子 純一*; Bengua, G.*; 宇根崎 博信*; 櫻井 良憲*; 田中 憲一*; 小佐古 敏荘*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 551(2-3), p.448 - 457, 2005/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:43.11(Instruments & Instrumentation)

ホウ素中性子補足療法(BNCT)の中性子照射中の熱中性子を計測するため、光ファイバーとシンチレータを組合せた広域熱中性子検出器(SOFモニタ)を開発した。このSOFモニタを使うことで、従来の金線放射化法に代わり、BNCT中に患者に付与される熱中性子束をリアルタイムで計測して線量評価を実施することが可能となる。開発したSOFモニタの測定精度を検証するため、JRR-4の中性子ビーム設備を使って水ファントムを用いた照射実験を実施し、ファントム内に配置した金線による熱中性子束との比較を行った。この結果から金線測定値とSOFモニタによる計測値がよく一致することを確認した。またSOFモニターでの計測では、中性子ビーム強度の変化に対してリニアリティがあることを確認した。今後実際のBNCTにも適用して検証を行い、BNCTへの適用性を評価するとともに、線量評価システムと組合せたリアルタイム線量評価技術の開発をすすめる。

口頭

ホウ素中性子捕捉療法のリアルタイム線量評価のための小型熱中性子モニタの性能評価

熊田 博明; 石川 正純*; 米田 政夫; 中村 剛実; 山本 和喜; 中川 義信*

no journal, , 

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の線量評価技術の高度化を目的に、JCDSの計算値と中性子測定器からの測定データ,ホウ素濃度測定データなどを組合せて患者に付与される線量をリアルタイムで評価できる技術の開発を進めている。この第1ステップとして、BNCT時の中性子計測をSOF(Scintillator with Optical Fiber)を用いることを検討している。SOFは、プラスチックシンチレータにLiFを塗布した熱中性子検出器部と、光信号増倍管,波形整形アンプ回路,カウンタ等からなる本体部とを光ファイバで接続した小型熱中性子測定器であり、患者に付与される熱中性子を秒単位で計測できる。このSOFをBNCTに適用するため、種々の条件での特性測定を行った。この結果から現在中性子強度測定に用いている金線測定法に代わってBNCT時の中性子ビーム強度を測定できることを確認した。また実際のBNCTにおいて患者側にSOFを取り付けて照射中に付与される熱中性子束を計測した結果、照射中の患者の位置変化に対して付与される中性子束の変化もリアルタイムで計測できることを確認した。今後もさらなる特性測定を行って実際のBNCTへの適用を進める。

口頭

DNA damage following localized exposure to a Cs-bearing microparticle

松谷 悠佑; 佐藤 志彦; 浜田 信行*; 伊達 広行*; 石川 正純*; 佐藤 達彦

no journal, , 

2011年の福島第一原子力発電所事故後、不溶性放射性微粒子(Cs含有微粒子)が発見されている。Cs含有微粒子によるエネルギー付与は$$beta$$線の寄与により微粒子周辺細胞で高くなる。しかし、そのような長期的な局所被ばく下での生物学的効果の報告は未だない。そこで本研究は、Cs-137 $$gamma$$線を使用した均一被ばくとの比較の中で、Cs含有微粒子による長期的な被ばく後に誘発されるDNA損傷を調査した。モンテカルロシミュレーションを用いた線量計算ならびに均一照射下の細胞実験結果との比較から、微粒子から離れた細胞における数個のDNA損傷と周辺細胞におけるDNA損傷誘発の低減の両方が観察された。DNA損傷数の増加は1% DMSOの添加によって抑制され、活性酸素種の関与が示唆された。これら知見ならびに微粒子による微量な臓器線量を考慮すると、従来の放射線リスク評価で十分であることが考えられる。これらの知見は、不溶性放射性微粒子による長期間の不均一被ばく下の線量率と核内DNA損傷の関係を定量化した初めての報告である。

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