2017 Fiscal Year Research-status Report
口腔癌3次元画像誘導小線源治療におけるリアルタイム線量評価システムの構築
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16K11534
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| Research Institution | Osaka Dental University |
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Principal Investigator |
秋山 広徳 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (20448111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 謙 大阪医科大学, 医学部, 准教授 (10463291)
山崎 秀哉 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50301263)
古妻 理之 独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), その他部局等, 研究員 (00641870)
辻本 豊 独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), 研究員 (90773135)
隅田 伊織 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (10425431)
門前 一 近畿大学, 医学部, 准教授 (10611593)
田中 英一 独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), 研究員 (10324774)
武中 正 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80626771)
清水谷 公成 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (80121820)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 口腔癌 / 小線源治療 / 組織内照射 / リアルタイム線量計測 / 3Dプリンタ / ファントム / テーラーメイド治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
口腔癌小線源治療リアルタイム線量評価システム作りを目指したファントムの原型を作成した。腫瘍の大きさや部位，形状は患者各々で異なるため，テーラーメイドのファントムが必要となる。そのために，画像データを利用した３Dプリンタによる作成が現時点では最も簡便かつ理想的である。利用可能な画像データにはCTあるいはMRIがある。重要となるのは，画像データ上において個々の軟組織が，周囲組織と分離可能となるかどうかである。分離できない場合は，３Dプリンタでの出力が困難となる。軟組織分解能という点では，MRIがCTより優れているが，撮像に時間を要する。その間，患者，特に舌を静止しておくのは，患者にとって困難であることが予想される。そこで，最終的な臨床応用を考慮するとCTによるデータ取得が有利であると考えた。しかし，通常の撮影では舌を周囲軟組織をCT画像上で分離することは困難である。そのため，今年度は撮影プロトコールの確立を目指した。
倫理委員会の許可を得た後，ボランティアのCT撮影を行った。通常の撮影法では明らかに不可なので，体位や舌の位置，あるいは挿入物を加えるなどの工夫を行い，3名撮影を行った。それをDICOMデータとして，3Dプリンタ出力を行った。その際，出力担当者と綿密に協力し解剖学的部位の抽出を行った。その結果，硬性材料ではあるが，上下顎骨，歯，舌，口腔底，皮膚が区別できる理想通りのモデルを作成できた。今後は，必要箇所を軟性材料に置き換え，線量測定へと進んでいく予定である。
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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
口腔癌で最多の舌癌患者のファントムを，作成するた3Dプリンタを利用して作成するためには，舌を他の周囲軟組織から区別する必要がある。MRIは軟組織分解能が優れており，CTと比較すると舌と周囲軟組織の区別が容易であるが，時間分解能の点で難がある。当初は通常通りCT撮影するのみで容易に３Dプリンタ出力が可能であると思われたが，実際は，軟組織の分離，特に舌と周囲軟組織の分離が容易ではなかった。それを克服するためにMRIの利用も考えたが，患者負担を考慮してCT画像の利用が最適と判断した。撮像体位や，舌の位置，舌と周囲組織を分離するための挿入物を利用するなどの工夫を行い，概ね考え通りのファントムを作成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点でのファントムは，軟組織も含め硬性材でできている。そのため，組織内照射のためのアプリケータ刺入が困難である。そこで，軟組織相当部を軟性材に置換する必要がある。軟性材料として，まず安価で手に入れ安い，ホウ砂および洗濯のりを利用する。硬性ファントムの軟性相当部の内部を削合し，内部に上記材料を填入する。その後，周囲の硬性材料を撤去する。軟性材料の硬さや流動性を各種変化させて，理想的な硬さとなるように調整する。
ファントム作成後は，線量計測を行う。腫瘍範囲を舌上に設定し，通法通りアプリケータ刺入を行う。刺入後の刺入後のファントムをCT撮影し，データを治療計画装置に転送し，コンピュータシミュレーションにて治療計画を行う。また，アプリケータ内に微小なモスフィット線量計を挿入し，実測を行う。両者を比較し差異を評価する。
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| Causes of Carryover |
今年度は，主要な経費として，３Dプリンタの製作料を計上していた。
研究成果として，プロットタイプを作成できたが，作成費用に関しては当初より少なかった。平成30年度は軟性材料を使用した最終的なモデルと，さらに線量計測のための費用が必要となる。
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[Journal Article] Brachytherapy for Buccal Cancer: From Conventional Low Dose Rate (LDR) or Mold Technique to High Dose Rate Interstitial Brachytherapy (HDR-ISBT)2017
Author(s)
Kotsuma T, Yamazaki H, Masui K, Yoshida K, Shimizutani K, Akiyama H, Murakami S, Isohashi F, Yoshioka Y, Ogawa K, Tanaka E
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Journal Title
Anticancer Research
Volume: 37
Pages: :6887-6892
DOI
Peer Reviewed
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