2018 Fiscal Year Research-status Report
三次元プリンターで造形する線量計材料製ファントムの開発
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16K09016
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
佐藤 文信 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40332746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 久司 大阪大学, 工学研究科, 技術専門職員 (40379144)
伊達道 淳 大阪大学, 工学研究科, 技術専門員 (50379145)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ３Dプリンター / 線量計 / ラジオフォトルミネセンス線量計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度では、ＦＤＭテクノロジー（Fused Deposition Modeling／熱溶解積層方式）方式の３Ｄプリンターで印刷できるラジオフォトルミネセンス線量計（３Ｄ－ＲＰＬ線量計）の開発に成功した。３Ｄ－ＲＰＬ線量計は、蛍光ガラス線量計の粉末と、ＰＣＬ（ポリカプロラクトン）樹脂の混合物で出来ている。その混合物から３Ｄプリンター用フィラメントを押出形成機で製造した。Ｘ線照射実験において、フィラメントのラジオフォトルミネセンスは吸収線量に対して良い直線性を有しており、その検出下限は３０ｍＧｙであった。平成２９年度においても、蛍光ガラス線量計の粉末を利用していたが、平均粒径サイズが大きく、３Ｄプリンター印刷時において、ノズルが詰まるなど、不具合が多く、また、ＰＬＡやＡＢＳ樹脂との混合物では、ラジオフォトルミネセンス特性が小さいなど問題があった。そこで、蛍光ガラスの平均粒径を５μｍまで小さくし、樹脂材料もＰＣＬに変更することで技術的な解決が得られた。
さらに、リング形状の３Ｄ－ＲＰＬ線量計と、耳型の３Ｄ－ＲＰＬ線量計を印刷し、Ｘ線照射試験を行った。共に、Ｘ線照射された箇所については、ＵＶ照明下においてオレンジ色の蛍光を発し、照射箇所を肉眼で確認できた。
また、３Ｄ－ＲＰＬ線量計のラジオフォトルミネセンスをデジタルカメラで撮影し、そのイメージ画像をデジタル処理することによって、おおよその線量分布を拾得することに成功した。
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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
平成３０年度においては、技術開発の面では大きく進展し、研究課題に向けて十分な見通しが得られた。それらについては、関連する研究成果も含めて３報の研究論文にまとめられている。ただし、人体頭部ファントムなど、複雑、大型の３Ｄ－ＲＰＬ線量計の印刷については技術的に難しく、品質の良いフィラメントの大量製造が出来ていないためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況で述べたように、品質の良いフィラメントの大量製造が課題となっている。新たに、より高性能のフィラメント製造機を購入することにより、容易に解決するかもしれないが、予算的な問題で購入は難しい。
そこで、2019年度では、まずＰＣＬ樹脂以外の材料についても検討し、現行の製造装置で高性能のフィラメントが出来ないか検討する予定である。
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