젤도시미트리

Gel dosimetry

젤 도스미터는 방사선 감수성 화학물질로 제조되며, 이온화 방사선으로 조사하면 흡수 방사선량의 함수로서 성질이 근본적으로 변화한다.

수년간 개인들은 겔을 사용하여 흡수된 방사선량 분포를 측정하려고 노력해왔다. 1950년까지만 해도, 겔의 방사선량을 조사하기 위해 방사선에 의한 염료 색상의 변화가 사용되었다.[1] 또한 1957년에 아가르겔의 광자와 전자의 깊이 선량을 분광도측정법으로 조사하였다.[2] 그러나 오늘날 젤 선량측정은 고어 외 연구진들이 주로 연구한 것으로,[4] 1984년에[3] 1920년대에 개발된 프리케 선량측액에서 이온화 방사선에 의한 변화는 핵자기공명(NMR)을 사용하여 측정할 수 있다는 것을 입증했다.

젤 도스미터는 일반적으로 프릭케와 폴리머 젤 도스미터의 두 종류로 구성되며 보통 자기공명영상(MRI), 광학컴퓨터단층촬영(CT), X선 CT 또는 초음파를 사용하여 평가하거나 '읽기'한다.

1999년 이후 DosGel과 IC3젤 도시미트리에 관한 디도스 컨퍼런스 시리즈가 여러 국제 행사장에서 열렸다.

프리케 젤 도스미터

고어 외 연구진은 조사된 프릭케 또는 철 황산염 선량측정 용액의[6] 핵자기공명(NMR) 완화 특성을 조사하여[5] 철(Fe2+) 이온이 철(Fe3+) 이온으로 변환되는 방사선 유도 변화를 NMR 완화 측정을 사용하여 정량화할 수 있음을 보여 주었다. 1986년 애플비 외 연구진은[7] 젤 매트릭스 전체에 분산된 Fricke 선량측정 솔루션을 사용하여 자기공명영상(MRI)을 사용하여 3차원(3D) 공간 선량 정보를 얻을 수 있다고 보고했다. 이어서 조사된 Fricke형 젤 도스미터는 조사 선량계 내에서 이온 확산으로 인해 공간적으로 안정적인 선량 분포를 유지하지 못하는 것으로 나타났다.[8] 젤라틴, 아가로스, 세파덱스, 폴리비닐알코올(PVA) 등 다양한 겔링제를 함유한 프릭케 솔루션과 함께 자일레놀오렌지(XO) 등 킬레이트화제를 함께 연구해 확산을 줄였다. 이후 수많은 저자들이 제한된 성공으로 이온 확산을 억제하기 위한 연구 결과를 발표했으며, 2001년 Baldock 등이 이를 요약했다.[9] 1990년대 초까지 확산 문제는 젤 도시메트리의 발전에 중요한 문제로 여겨졌다.

폴리머 젤 도스미터

방사선 선량측정 사용을 위한 폴리머 시스템은 빠르면 1954년에 처음 제안되었는데, 알렉산더 외 연구진은[10] 폴리메틸메타크릴산에 대한 이온화 방사선의 영향에 대해 논의하였다. 이에 따라 1958년 호커 외 연구진은[11] 액체에서 방사선에 의한 중합체의 선량계를 조사하였고, 1961년 보니는[12] 감마 선량계로 폴리아크릴라미드를 사용하였다. 훨씬 후에 1991년에 오데 외 연구진은[13] 조사된 폴리에틸렌 산화물 NMR 횡방향 이완 측정의 변화를 보고했다. 1992년에 Kennan 외 연구진은[14] N,N'-methylene-bis-acryamide 및 agarose의 조사 수용액에 대해 수행된 NMR 종방향 이완 연구에 대해 보고했는데, 이는 흡수 선량에 따라 이완율이 증가한다는 것을 보여주었다.

1992년 마리안스키 외 연구진이 새로운 젤 선량측정 제형을 제안하였는데,[15] 이는 아크릴아미드와 수성 아가로오스 매트릭스에 주입된 N,N-메틸렌-비스-아크릴아미드(bis) 모노머의 중합에 기초하였다. 이 시스템은 화학 성분(bis, 아크릴아미드, 아산화질소, 아가로오스)의 사용으로 인해 바나나라는 약어가 붙었다.[16] 이러한 유형의 젤 선량계는 Fricke 겔과 연관된 확산 문제를 가지고 있지 않았으며 방사선 후 선량 분포가 비교적 안정적인 것으로 나타났다. 중합반응은 물방사능의 자유 급진적 생산물에 의해 유도된 단량체의 교차 연계에 의해 일어났다. 1994년 아가로스를 젤라틴으로 대체하여 바나나 제형을 정제하였고[17] 일련의 새로운 폴리머 젤 제형의 첫 번째인 BANG(bis, 아크릴아미드, 질소 및 수성 젤라틴)라는 약자를 부여하였다. 1994년에 이 공식은 특허를[18] 받았으며, BANG®로 MGS Research Inc.를 통해 상업적으로 판매되었다. 그 후, 상용 제품의 명칭으로 인해 PAG는[19] 대부분의 저자들이 선택하는 폴리머 젤 선량계 약어가 되었다. 이후 수많은 저자들이 Lepage 외 연구진이 요약한 폴리머 젤 도스미터의 다른 구성과 제형을 조사하는 연구의 결과를 발표했다.[20]

폴리머형 도스미터는 프리케형 젤 도스미터의 확산 제한이 없었지만, 그 사용에는 또 다른 유의한 제한이 있었다. 그들의 자유 래디컬 화학의 특성 때문에 폴리머 젤 도스미터는 중합 과정의 대기 산소 억제에 취약했다. 결과적으로, 이러한 젤 도스미터는 질소 가스를 주입한 글로브 박스와 같이 [21][22]산소가 없는 환경에서 제조되어야 했다. 잠재적으로 독성이 있는 화학 물질의 사용과 함께,[23] 이것은 병원에 젤 도시메트리를 도입하는 데 있어 상당한 제약이었다.

이 기간 동안 MRI를 사용하여 방사선 조직 등가[24][25][26] PAG형 폴리머 젤 도스미터의 임상적 용도를 조사하기 위한 많은 연구가 수행되었다.[27][28][29][30][31] De Deene 등은 정합성[32] 방사선 치료의 검증을 위한 의인성 고분자 겔 선량측정 팬텀의 전반적인 정확도에 대한 조사에 착수했다. 이 선량측정 기법의 정확성과 관련된 중요한 문제는 폴리머 젤과 MRI 영상화상 아르테팩트의 산소 억제 결과라는 것이 밝혀졌다.

작가들 폴리머 방사선량 측정법 MRI를 이용해의 등각 요법, IMRT과 IMAT,[33][34][35][36][37][38][39]정위 radiosurgery,[40][41][42][43][44][45][46][47]brachytherapy,[48][49] 낮은 에너지 X-rays,[50]과 양성자high-LET therapy,[51][52][53][54]붕소 캡처 중성자 therapy[55][56]는 포함한 임상 의학 측면을 조사하기 위해 계속했다문제 불균등.[57][58]

노녹색 폴리머 젤 도스미터

2001년 Fong 외 연구진이 대체 폴리머 젤 선량계 제형을 사용한 결과를 발표하면서 젤 선량계 분야에서 상당한 발전이 있었다.[59] MAGIC 겔로 알려진 이 새로운 형태의 폴리머 젤 도시메터는 야금 유기 복합체에서 대기 산소를 결합하여 산소 억제 문제를 제거하고 폴리머 젤이 실험실의 벤치탑에서 제조될 수 있도록 한다. 이는 저산소 젤 도시미터로 알려진 이전의 PAG 제형과 비교했을 때 노르목소성 젤 도시미터로 알려진 것을 만들었다. MAGICAL 폴리머 젤 제형은 메타크릴산, 아스코르브산, 젤라틴, 구리로 구성되었다. MAGIC 겔 뒤에 있는 주체는 아스코르브산 산소 스캐빈저에 있다. 아스코르브산은 수성 젤라틴 매트릭스 안에 들어 있는 자유산소를 야금성 유기 복합체로 결합하고 이 과정은 황산동 구리에 의해 시작된다. 이후 2002년 De Deene 외 연구진에 의해 1996년 Billingham에 의해 처음으로 제안된 테트라키스(히드록시메틸) 염화인산염화물을 포함한 노르목성 겔의[60] 제조에 다른 산화방지제가 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다.[61] 이후 수많은 저자들이 노르만산성 고분자 젤 도스미터의 다른 성분과 제형을 조사한 연구 결과를 발표하였고, 센덴에 의해 요약되었다.[62] 다른 연구들 또한 덜 독성이 있는 폴리머 젤의 개발을 포함하고 있다.[63]

폴리머 젤 선량측정을 뒷받침하는 기초과학은 Baldock 등이 발간한 2010년 주제 검토 간행물에서 다양한 '읽기-아웃' 및 평가 기법 및 임상 선량측정과 함께 검토되었다.[64]

도스겔과 IC3디도스 컨퍼런스 시리즈

1995년 6월 미국 보스턴에서 열린 미국 의약물리학협회(AAPM) 연례회의에 참석하면서 클리브 발독과 L. 존 슈라이너는 젤 선량측정에 관한 어떤 형태의 전문가 회의나 워크숍을 조직하는 것이 적절한지에 대해 논의했다. 9월에서 1996년 클라이브 Baldock과 Lars올손, 유럽 사회 하는 것 및 학교에 다니고, 비엔나에서 온 콜로지(ESTRO)연례회 오스트리아 젤 선량 측정에 DosGel 991국제 워크숍 방사선 치료 젤 Dosimetry에 Lexingto에서 열린 시작한 국제 회의 시리즈의 organising을 시작했다.n 1999년 켄터키에서 제프 이보트가 주최했다. 1999년 이후 호주 브리즈번(2001년), 벨기에 겐트(2004년), 캐나다 셔브룩(2006년), 그리스 크레타(2008년)에서 이어진 도스겔 회의가 열렸다. 2010년 콘퍼런스는 미국 사우스캐롤라이나주 힐튼 헤드에서 열렸으며 IC3로 이름을 바꾸었다.디도스. 후속 IC3디도스 컨퍼런스는 호주 시드니(2012년), 스웨덴 이스타드(2014년), 텍사스 갤버스턴, 미국(2016년), 중국 쿠샨(2018년), 가상(2021년)에서 열렸다.

첫 번째 워크샵의 목적은 암 치료에 3차원 방사선 선량측정 기법의 적용에 관심을 가지고 연구자와 사용자 모두 개인들을 모아 기초과학부터 임상 응용에 이르기까지의 발표를 혼합한 것이었다. 이것은 모든 회의의 목표로 남아 있다. DosGel 99의 한 가지 근거는 그 당시 그 기술이 나타나면서 젤 선량측정 애호가들의 연구실을 떠나 임상실습에 들어가면서 젤 선량측정의 임상적 구현이 증가하는 것을 지지하는 것으로 명시되었다. 분명히 첫 번째 워크샵을 첫 번째 워크샵으로 라벨을 붙임으로써, 계속적인 시리즈에 대한 비전이 존재했고, 그 비전은 실현되었다. 반면에, 젤 도시메트리의 광범위한 임상 사용에 대한 기대는 아마도 기대되고 기대되었던 것이 아닐 것이다. 그럼에도 불구하고 첨단 고정밀 3D 방사선 치료 기술과 기술에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. 개발 및 품질 보증을 위한 실질적이고 정확한 3D 선량측정 방법의 필요성은 증가했을 뿐이다. 2010년 사우스캐롤라이나에서 개최된 제6차 회의까지, 총회 과학 위원회는 3D 시스템과 방법의 광범위한 발전을 인식하고, 기초 과학에서 응용 분야까지 동일한 범위를 유지하면서 그 범위를 확대하기로 결정했다. 이것은 DosGel에서 IC3로 명칭이 변경됨으로써 표시되었다.디도스, 최신 컨퍼런스인 제11차 IC3까지 이어진 이름.2021년 5월 사실상 열린 디도스 콘퍼런스.

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