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吉田 由香里*; 鈴木 義行*; Al-Jahdari, W. S.*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 白井 克幸*; 加藤 弘之*; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 中野 隆史*
Journal of Radiation Research, 53(1), p.87 - 92, 2012/02
被引用回数：8 パーセンタイル：41.9(Biology)To clarify the relative biological effectiveness (RBE) values of carbon ion (C) beams in normal brain tissues, a rat organotypic slice culture system was used. The cerebellum was dissected from 10-day-old Wistar rats, cut parasagittally into approximately 600-
m-thick slices and cultivated using a membrane-based culture system with a liquid-air interface. Slices were irradiated with 140 kV X-rays and 18.3 MeV/amu C-beams (linear energy transfer = 108 keV/m). After irradiation, the slices were evaluated histopathologically using hematoxylin and eosin staining, and apoptosis was quantified using the TdT-mediated dUTP-biotin nick-end labeling (TUNEL) assay. Disorganization of the external granule cell layer (EGL) and apoptosis of the external granule cells (EGCs) were induced within 24 h after exposure to doses of more than 5 Gy from C-beams and X-rays. In the early postnatal cerebellum, morphological changes following exposure to C-beams were similar to those following exposure to X-rays. The RBEs values of C-beams using the EGL disorganization and the EGC TUNEL index endpoints ranged from 1.4 to 1.5. This system represents a useful model for assaying the biological effects of radiation on the brain, especially physiological and time-dependent phenomena.
1 pathway on human umbilical vein endothelial cells; Comparison between X-ray and carbon-ion beam irradiation清原 浩樹*; 石崎 泰樹*; 鈴木 義行*; 加藤 弘之*; 浜田 信行*; 大野 達也*; 高橋 健夫*; 小林 泰彦; 中野 隆史*
Journal of Radiation Research, 52(3), p.287 - 292, 2011/03
被引用回数：15 パーセンタイル：51.48(Biology)Radiation-induced intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) expression on endothelial cells was investigated with the use of an inhibitor of transforming growth factor-beta1 (TGF-1) receptor kinase (SB431542) and the effects of X-ray and carbon-ion beam were compared. Expression of ICAM-1 was increased by X-ray and carbon-ion beam irradiation and decreased significantly with SB431542 after both irradiations. The expression of ICAM-1 by 2 Gy of carbon-ion beam irradiation was 6.7 fold higher than that of non-irradiated cells, while 5 Gy of X-ray irradiation increased the expression of ICAM-1 by 2.5 fold. According to ICAM-1 expression, the effect of carbon-ion beam irradiation was about 2.2, 4.4 and 5.0 times greater than that of the same doses of X-ray irradiation (1, 2 and 5 Gy, respectively). The present results suggested that radiation-induced ICAM-1 expression on human umbilical vein endothelial cells (HUVE cells) was, at least partially, regulated by TGF-1. Carbon-ion beam induced significantly higher ICAM-1 expression than X-ray.
伊藤 裕人; 加藤 大輔*; 小坂部 和也*; 西川 弘之; 鬼沢 邦雄
JAEA-Data/Code 2009-025, 135 Pages, 2010/03
JAEA-Data-Code-2009-025.pdf:17.49MB
高経年化機器の健全性評価に関する研究の一環として、確率論的破壊力学(PFM)解析コードであるPASCAL-SP(PFM Analysis of Structural Components in Aging LWR - Stress Corrosion Cracking at Welded Joints of Piping)を開発した。PASCAL-SPは、安全上重要な配管溶接部の破損確率をモンテカルロ法により評価するものであり、経年劣化事象として応力腐食割れ(SCC)を対象としている。原子力安全・保安院の報告書や日本機械学会維持規格等に準拠し、最近のSCC評価法や破断評価法及び破壊力学的知見を反映した。また、供用期間中における欠陥検出性及びサイジング精度や溶接残留応力分布を、実験結果等に基づいてモデル化し、PASCAL-SPに導入した。本報告書は、PASCAL-SPの使用方法と解析手法をまとめたものである。
荒川 和夫; 及川 将一*; 島田 博文*; 神谷 富裕; 中野 隆史*; 遊佐 顕*; 加藤 弘之*; 佐藤 隆博; 上松 敬; 柏木 啓次; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.279 - 281, 2007/00
サブミリサイズに集束したイオンビームを用い、微小な病変部位を高精度で治療する技術はイオンマイクロサージェリー治療と呼ばれている。本研究では、脳下垂体腫瘍と眼疾患である加齢黄斑変性症を想定症例として、イオンマイクロサージェリー治療用ビーム形成システムを検討した。イオンマイクロサージェリー治療には、ビーム径0.1mmから1.0mmの平行度の高いペンシルビームの形成が要請されている。そこで、ペンシルビーム形成システムとして、ビームのエミッタンスを規定する2組のスリットシステム,エネルギー分析機能を有する2台の45
偏向電磁石,3連四重極電磁石等から構成され、アイソセンターにおいて1:1で結像するようなテレスコピックな系を検討した。TRANSPORTコードを用いてイオン光学計算を行い、ペンシルビーム形成に必要な電磁石等の必要数量とその最適配置を求めた。さらに、加齢黄斑変性症に対する照射位置決めシステムを検討するとともに、重イオンビーム照射実験により眼底造影剤からの誘起蛍光画像の観測とスペクトルの計測に成功した。
栗林 勝*; 富満 広; 侘美 克彦*; 井上 哲*; 石田 興太郎*; 相澤 一也; 岡安 悟; 富田 博文*; 数又 幸生*; Y.C.Jiang*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 36(12A), p.7296 - 7301, 1997/12
被引用回数：6 パーセンタイル：36.78(Physics, Applied)高エネルギー(80~230MeV)の重イオン(Ni,Cu,Au)を、(111)表面を有するSi単結晶板に打込み(1~50
10
/cm
)、結晶中に生じた照射損傷を、X線回折(三結晶法)で観察した。解析は動力学的理論で行い、結晶中の歪み分布を決定した。その結果、結晶表面付近には損傷がなく、深い部分にだけ歪みが生じること、その分布は、「イオン停止位置」(Stopping Powerによる計算)ではなく、むしろ「はじき出し損傷率分布」に近いこと、照射量と歪み分布の大きさが比例すること、等が明らかになった。なお、照射は原研タンデム加速器で、X線回折はKEKのPF等で行った。
星野 昭; 田村 修三; 福島 弘之; 加藤 金治; 馬場 祐治
ぶんせき, 1988(4), p.281 - 288, 1988/00
国際原子力情報システム(INIS)の原子力ファイル(1984~1988年)を中心にして核燃料及び原子炉材料の分析の進歩状況を総説にまとめた。引用文献数は114編である。
加藤 金治; 福島 弘之; 中島 篤之助
Spectrochimica Acta, Part B, 39(8), p.979 - 991, 1984/00
被引用回数：9 パーセンタイル：70.84(Spectroscopy)誘導結合高周波プラズマ(ICP)を光源とする発光分光分析法は高精度、高感度、化学干渉が少ない、また分析濃度範囲が広い等の特長を有することから近年その普及は著しい。我々はICP光源について、光源の特性(温度、電子密度等)、干渉効果、試料導入法等の検討を行なうために高分解能圧力掃引型Fabry-perotエタロン-回析格子分光器を使用して同光源中のスペクトル線プロフィールの観測を進めてきた。プロフィール観測の過程で、スペクトル線の中心波長がシフトする現象が新たに見出されたので、より系統的に一連の観測(8元素16スペクトル線)を行なった。本報ではその結果、プラズマ条件、観測位置、共存Cs濃度等の変化によって生ずるこれら波長シフト現象について見出された傾向と規則性を述べ、合せて本現象はStark効果によるスペクトル線のエネルギー項の非対称分岐に起因するものとの考察を示し報告した。
福田 光宏; 荒川 和夫; 佐藤 隆博; 奥村 進; 齋藤 勇一; 柏木 啓次; 宮脇 信正; 百合 庸介; 石井 保行; 小林 泰彦; et al.
no journal, ,
イオン照射施設TIARAでは、数百MeV級の重イオンを1個1個制御しながら1ミクロンの照準精度で細胞を狙い撃つマイクロイオンビーム形成技術及びシングルイオンヒット技術の開発を世界に先駆けて進めている。低線量放射線の生物影響の解明を目指し、マイクロイオンビームで細胞をピンポイントで狙い撃ちしてバイスタンダー効果等の放射線応答を実験的に初めて明らかにした。マイクロビーム形成技術をサブミリサイズのペンシルビーム形成に応用し、複雑な形状をした小さながんを治療する革新的なマイクロサージャリー技術について設計研究を行った。講演では、マイクロイオンビームの医学・医療・生物学応用を目指した研究開発の現状について報告する。
荒川 和夫; 福田 光宏*; 島田 博文*; 酒井 卓郎; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 上松 敬; 柏木 啓次; 奥村 進; 倉島 俊; et al.
no journal, ,
脳下垂体腫瘍,脳動静脈瘤及び加齢黄班変性症を対象症例として、イオンマイクロサージェリー治療照射に必要なビームサイズ,体内患部位置(深さ),患部の大きさ,照射線量,照射回数などの検討、及び炭素イオンの必要エネルギー,粒子数,ビームスポットの体内での拡がり,エネルギー幅の拡がり等の物理的な検討を行った。さらに、マイクロサージェリー治療照射ビームラインのイオン光学計算を行い、ビーム径100m
1mmの平行度の高い0.11.0mmのペンシルビームを形成する解を得るとともに、四重極電磁石,偏向電磁石,レンジシフターなどの構成要素とその最適配置位置を得た。照射技術として、レンジシフターとビームスキャニング電磁石の組合せにより、脳下垂体腫瘍等頭頚部内の深部を精密に照射するためのディスクリートスポットスキャニングシステムと重イオンビーム誘起蛍光測定法を用いた加齢黄班変性症に対する照射位置決めシステムを検討した。
清原 浩樹*; 石崎 泰樹*; 加藤 弘之*; 鈴木 義行*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 和田 成一*; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 中野 隆史*
no journal, ,
生体での放射線による線維症の誘発にかかわる分子として、細胞間接着分子(ICAM-1)と形質転換成長因子(TGF-1)が報告されているが、これまでに両者の関係は実験的に検証されていない。そこで、本研究では、ヒト臍帯静脈内皮細胞において、X線又は炭素線によるICAM-1の発現誘導にTGF-1が関与しているかどうかを明らかにすることを目的とした。その結果、炭素線の方がX線よりも3倍強くICAM-1を誘導することがわかった。また、放射線照射によるICAM-1の発現誘導はTGF-1阻害剤により抑制されたことから、放射線線維症は、TGF-1もしくはその上流を起点として誘発される可能性が示唆された。
島田 博文*; 及川 将一*; 佐藤 隆博; 田口 光正; 奥村 進; 加藤 弘之*; 遊佐 顕*; 酒井 卓郎; 福田 光宏*; 佐藤 拓*; et al.
no journal, ,
イオンマイクロサージェリー治療で狭小・微細領域にある患部を正確に3次元精密照射するためには、従来の粒子線治療よりも精密な照射位置決め法、すなわち照準法の開発が必要不可欠である。加齢黄斑変性症に対する照射位置決め法として、眼底蛍光造影剤を用いて、眼底カメラにより患部位置を観察する方法を検討した。この方法は、飛程をレンジシフターで微調しながら重粒子線を照射することにより、患部に投与された眼底蛍光造影剤であるインドシアニングリーン(Indocyanine Green: ICG)等からの発光画像を観測して照射位置を決めるというものである。本研究では、眼底カメラを用いた照射位置決めシステムの検討と、220MeV及び320MeV炭素イオンを用いたICGとフルオレセインの発光測定の基礎実験を行った。その結果、人体に投与した際のICGの最高血中濃度(
mg/mL, 
M)における発光画像を取得した。
清原 浩樹*; 石崎 泰樹*; 加藤 弘之*; 浜田 信行*; 鈴木 義行*; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 中野 隆史*
no journal, ,
放射線照射により組織の炎症反応・線維化が生じるプロセスの連鎖は、血管内皮細胞における細胞表面接着分子の発現増加が引き金となっていると考えられ、その反応にサイトカインの関与が示唆されている。培養したヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)に140kV X線(110Gy)及び220MeV炭素イオン線(108keV/m, 0.55Gy)を照射し、24時間,48時間後に固定し、細胞表面の接着分子ICAM-1の発現を蛍光免疫染色法で解析した。また、TGF1受容体阻害剤を添加した際のICAM-1の発現量変化から、放射線照射時の接着分子発現におけるTGF1の関与を確認した。X線照射したHUVEC細胞表面に接着分子ICAM1の発現誘導が認められた。その発現誘導には、線量依存性,照射からの時間依存性が見られた。炭素イオン線照射でもICAM-1発現誘導は線量依存性に増加した。さらにX線及び炭素イオン線照射2時間後にTGF1receptorを阻害すると、ICAM-1の発現はそれぞれ抑制されることが認められた。また、血管内皮細胞表面へのICAM-1の発現において、炭素イオン線照射のRBEは約3と考えられた。放射線照射によるダメージに対する血管内皮細胞の反応の一部として、接着分子が血管内皮細胞表面に発現することが示された。また、照射による組織の炎症及び線維化の形成過程において、TGF1が促進的に働いていることが示唆された。
鈴木 義行*; 吉田 由香里*; 島田 博文*; 加藤 弘之*; 櫻井 英幸*; 河地 有木; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 青野 博之*; 渡辺 伸*; et al.
no journal, ,
本研究は、現在開発を進めているSi/CdTeコンプトンカメラの医療への応用について検討したものである。本報告では、これまで開発を進めてきたプロトタイプ機を用い、ラットに投与した3核種(
In, 
I, 
Cu)のイメージング及びファントム実験結果について述べる。さらに、多核種同時イメージングによる新たな診断法及び微小な病変部位の精密診断法について述べるとともに、照射した重粒子イオンの体内位置のリアルタイムモニターによるがん治療の高精度化への期待と今後の臨床利用までの研究計画について述べる。
