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次世代型低温可塑性ボーラスおよび患者固定具の開発

Research Project

Project/Area Number 23K07194
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

門前 一  近畿大学, 大学病院, 教授 (10611593)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 土井 啓至  近畿大学, 医学部, 講師 (50529047)
久保 和輝  近畿大学, 大学病院, 助教 (10976989)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords放射線治療 / ボーラス / 電子線 / 熱可塑性 / 表在性腫瘍 / ブースト / 放射線治療ボーラス / 患者固定具 / 熱可塑性素材
Outline of Research at the Start

我々は数年前から放射線治療補助具の開発に取り組み、国内で患者固定ロックバー、放射線低吸収ボード、定位用固定具、低吸収頭部ピロー、温度可変型タングステン放射線防護材を開発、特許(公開)取得、上市、臨床使用まで実践した経験がある。今回、我々が長けている温度感応性材料(熱可塑性)とゴム・樹脂の配合を駆使して、1. 患者への密着性が高い、2.リアルタイムに成形が可能、3. 高い透明性、4. 再利用可能、5.治療計画時のCTで使用可能である先進的な放射線治療用のボーラスと患者固定具(シェル)の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

次世代型低温可塑性ボーラスの開発では2021年に約50℃の温水または加温にて自由に成形できる可変型ボーラス(ソフトラバーボーラス)を開発、Phys Med Biol. に英語論文として発表した。しかし、成型時の温度を高く使用時に火傷に注意が必要、そして白濁(透明性がない)により患部が見えない等の欠点があった。今回の開発研究では、他のボーラス(ゲルボーラス、樹脂ボーラス、ソフトラバーボーラス、金属ボーラス)の欠点をすべて補い、唯一無二のボーラスを開発することである。先述のソフトラバーボーラスに含まれる熱可塑剤をはじめとする組成の見直しに取り組み、組織等価物質であり、透明性、再利用性、密着性に優れ、43度程度で自由に形成できるなど、臨床で使用可能な理想的なボーラスの開発に成功した。本内容はPhys Med Biol.2023 5月号に掲載され、米国放射線腫瘍学会(ASTRO2023)にも採択、サンディエゴにでポスター発表した。現在は医療機器クラスⅠの薬事を申請中である。また倫理委員会の承認を得て実際の臨床にも使用されつつある。次世代型患者固定具の開発では既存の固定具材質に抗菌作用などを加え、以下の項目で既製品より優る純国産品の開発を目指している。1.軟化温度を湯温約55℃以下。2.加温→冷却に伴う収縮 3.固定具の成形 4.粘着性 5.伸び 5の項目以外は外国製品と同等もしくは優るものが完成している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

次世代型低温可塑性ボーラスの開発は論文発表もすでに行っており、国内特許を取得し、PCT申請中である。また、現在薬事申請準備中であり、臨床使用も開始している。次世代型患者固定具の開発も進進んでおり、材質が決まれば、論文化、特許を申請する予定である。

Strategy for Future Research Activity

ボーラス:1.薬事承認得る。2.臨床症例を増やす。3.体表面画像誘導放射線治療(SGRT)に使用できる材料のボーラスの試作に取り組む。固定具:1.軟化温度を湯温約55℃以下。2.加温→冷却に伴う収縮 3.固定具の成形 4.粘着性 5.伸びの面で世界を凌駕する材料を特定し、論文発表、特許の申請までを残りの2年以内に行う予定。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] The development and characterization of an all-purpose bolus for radiotherapy2023

    • Author(s)
      Nakamura Kenji、Monzen Hajime、Kubo Kazuki、Kosaka Hiroyuki、Ito Takaaki、Sakai Yusuke、Yanagi Yuya、Nishimura Yasumasa
    • Journal Title

      Physics in Medicine & Biology

      Volume: 68 Issue: 10 Pages: 105007-105007

    • DOI

      10.1088/1361-6560/acc7e0

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparing Dose Calculation Algorithms for Heterogeneous Media: Analytical Anisotropic Algorithm Versus Acuros XB (Dm/Dw) With Continuous CT Value Variation2023

    • Author(s)
      Yanagi Yuya、Kubo Kazuki、Ito Takaaki、Nakamura Kenji、Hirata Makoto、Doi Hiroshi、Monzen Hajime
    • Journal Title

      Cureus

      Volume: -

    • DOI

      10.7759/cureus.46805

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Overcoming Problems Caused by Offset Distance of Multiple Targets in Single-isocenter Volumetric Modulated Arc Therapy Planning for Stereotactic Radiosurgery2023

    • Author(s)
      Ito Takaaki、Kubo Kazuki、Monzen Hajime、Yanagi Yuya、Nakamura Kenji、Sakai Yusuke、Nishimura Yasumasa
    • Journal Title

      Journal of Medical Physics

      Volume: 48 Issue: 4 Pages: 365-372

    • DOI

      10.4103/jmp.jmp_8_23

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development and evaluation of a novel water-based pigment marker for radiation therapy skin marking2023

    • Author(s)
      Nakayama Shinichi、Hirose Miduki、Kaneshige Soichiro、Nakamura Kenji、Matsuo Yukinori、Monzen Hajime
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: 16 Issue: 4 Pages: 543-551

    • DOI

      10.1007/s12194-023-00743-0

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dose difference between anisotropic analytical algorithm (AAA) and Acuros XB (AXB) caused by target’s air content for volumetric modulated arc therapy of head and neck cancer2023

    • Author(s)
      Ito Takaaki、Monzen Hajime、Kubo Kazuki、Kosaka Hiroyuki、Yanagi Yuya、Sakai Yusuke、Inada Masahiro、Doi Hiroshi、Nishimura Yasumasa
    • Journal Title

      Reports of Practical Oncology and Radiotherapy

      Volume: 28 Issue: 3 Pages: 399-406

    • DOI

      10.5603/rpor.a2023.0032

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effectiveness of shielding materials against 177Lu gamma rays and the corresponding distance relationship2023

    • Author(s)
      Okuhata Katsuya、Monzen Hajime、Nakamura Yasunori、Takai Go、Nagano Keiji、Nakamura Kenji、Kubo Kazuki、Hosono Makoto
    • Journal Title

      Annals of Nuclear Medicine

      Volume: 37 Issue: 11 Pages: 629-634

    • DOI

      10.1007/s12149-023-01860-x

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of the Characteristics of Two Types of Parallel-plate Ionization Chamber Under Small-field Electron Irradiation2023

    • Author(s)
      YANAGI YUYA、MONZEN HAJIME、KUBO KAZUKI、SUGIYAMA JUNKO、NOMA KAZUO、ITO TAKAAKI、SAKAI YUSUKE、NAKAMURA KENJI、KIDA TETSUO、DOI HIROSHI、NISHIMURA YASUMASA
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 43 Issue: 5 Pages: 1967-1972

    • DOI

      10.21873/anticanres.16356

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Volumetric Modulated Arc Therapy Planning for Craniospinal Irradiation With a New O-ring Linac2023

    • Author(s)
      Matsumoto Kenji、Monzen Hajime、Kubo Kazuki、Otsuka Masakazu、Nambu Hidekazu、Nishimura Yasumasa
    • Journal Title

      Cureus

      Volume: -

    • DOI

      10.7759/cureus.36493

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Characteristics of novel non-toxic water-based pigment marker for raidiotherapy skin marking.2024

    • Author(s)
      Kosaka H, Matsumoto K, Hirata M, Monzen H.
    • Organizer
      2024 KIMES & SRTA Annual Conference
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of sound insulation rubber considering human hearing sensitivity for reducing acoustic noise which makes patients unpleasant in MRI.2024

    • Author(s)
      Iwamoto D, Monzen H, Kubo K, Kosaka H.
    • Organizer
      European Congress of Radiology 2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The development and evaluation of an all-purpose bolus for radiotherapy2023

    • Author(s)
      Monzen H, Kubo K, Nakamura K, Uehara T, Otsuka M, Matsumoto K.
    • Organizer
      65th ASTRO Annual Meeting 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development and characterization of a novel bolus for photon and electron therapy.2023

    • Author(s)
      Kubo K, Monzen H, Nakamura K, Doi H, Uehara T, Otsuka M, Matsumoto K.
    • Organizer
      International Conference on Medical Physics 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of EPID uniformity as a predictive factor of γ-pass rate in O-ring Linac.2023

    • Author(s)
      Otsuka M, Matsumoto K, Kubo K, Sakamoto T, Nishigaito N, Saika T, Kosaka H, Araki M, Nambu H, Monzen H, Matsuo Y.
    • Organizer
      nternational Conference on Medical Physics 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Usefulness of reheating technique enabled by newly developed bolus.2023

    • Author(s)
      Nakamura K, Monzen H, Kubo K, Kosaka H, Ito T, Sakai Y, Yanagi Y.
    • Organizer
      第126回日本医学物理学会学術大会
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  • [Presentation] 転移性脳腫瘍定位放射線治療の最適な腫瘍サイズと個数との関係2023

    • Author(s)
      酒井優佑、久保和輝、上田悦弘、若林和樹、中村憲治、田ノ岡征雄、宮崎正義、川守田龍、石井健太郎、門前一
    • Organizer
      第126回日本医学物理学会学術大会
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  • [Presentation] 177Luによるガンマ線低減のための遮蔽材の厚みと距離の関係2023

    • Author(s)
      奥畑勝也、中村泰典、高井 剛、長野圭司、中村憲治、久保和輝、門前一
    • Organizer
      第126回日本医学物理学会学術大会
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  • [Presentation] リアルタイム可変型タングステン含有ゴムの電子線治療における遮蔽能力の評価2023

    • Author(s)
      柳勇也、伊藤崇明、酒井優佑、中村憲治、野間和夫、杉山淳子、久保和輝、門前一
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
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  • [Presentation] ビッグモデルを用いた知識ベース前立腺癌VMAT計画と臨床計画の比較2023

    • Author(s)
      伊藤崇晃、久保和輝、福永淳一、上田悦弘、上間達也、清水由美子、吉田一貴、合田靖司、浜田誠、中松清志、門前 一
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
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  • [Presentation] 学習症例と異なるビームジオメトリを用いた際の知識ベース治療計画モデルの線量予測能2023

    • Author(s)
      久保和輝、松本賢治、大塚正和、小坂浩之、川守田龍、石井健太郎、松尾幸憲
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ボーラス形成材およびそれを用いたボーラス2024

    • Inventor(s)
      門前 一
    • Industrial Property Rights Holder
      早川ゴム株式会社 、学校法人近畿大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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