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2019 Fiscal Year Research-status Report

Development of a novel radio-protective technique in radiotherapy using lead-free materials

Research Project

Project/Area Number 19K08211
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

門前 一  近畿大学, 医学部, 准教授 (10611593)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 謙  大阪医科大学, 医学部, 准教授 (10463291)
松本 賢治  近畿大学, 大学病院, 技術職員 (30742374)
土井 啓至  近畿大学, 医学部, 講師 (50529047)
田村 命  近畿大学, 医学部, 助教 (60810968)
花岡 宏平  近畿大学, 大学病院, 技師 (80772657)
秋山 広徳  大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (20448111)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords放射線治療 / 放射線遮蔽材 / 鉛フリーゴム / 放射線防護 / タングステン
Outline of Annual Research Achievements

鉛フリーのタングステンを含んだ、ゴム、紙などの放射線遮蔽効果(X線、γ線)について明らかにし、 Interventional Radiology (IVR)における術者の放射線防護:循環器領域での術者被ばく低減について調査を行った。放射線治療で使用する低融点鉛の代替使用の可能性についても研究を実施。それらの結果をふまえ、加温(60℃)することで柔らかくなり、室温や体温では型を維持できる硬度を持つリアルタイム可変型タングステン含有ゴム(放射線遮蔽材)の開発を目指した。ゴムの生産工程中の架橋反応を行わずシリコンを混入することにより、放射線遮蔽能力を有し、柔軟性・加工性・可撓性に富む素材の開発を行った。開発の初期研究として、動的粘弾性試験(Dynamic Mechanical Analysis: DMA)を実施、DMAでは、粘弾性の弾性成分を表す貯蔵弾性率(E’)と粘性成分を表す損失弾性率(E”)から、損失正接(tanδ = E”/E’)を求め、臨床的使い易い粘弾性を追求した。60℃程度の加温で手で変形が可能であり、室温や体温では型を維持できる独特の硬度を持つ放射線遮蔽材の開発に成功した。開発後、その素材の放射線遮蔽率の測定を行った。放射線治療に使用する電子線(6 MeV, 12 MeV)、そして小線源治療に使用する192Irから放出されるγ線を用い実施、遮蔽能力は既存の遮蔽材と同等であり、臨床でも使用可能であることを明らかにした。これらの物理的特性の結果、開発経緯をまとめ、英文誌4編、邦文誌1編に受理された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年で最終目的であった製品の開発から基礎的実験まで終了。その開発経緯や結果は英文雑誌(4編)、邦文雑誌(1編)に掲載された。また、開発したリアルタイム可変型タングステン含有ゴムの特許も申請済。

Strategy for Future Research Activity

臨床使用に向けて倫理委員会への申請を行う。引き続き国際学会での発表、論文掲載むけた研究を積極的に行う。

Causes of Carryover

英語論文の校正.投稿費用としての使用予定であった。来年度に校正.投稿費用として使用予定。

  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Reduction of Occupational Exposure Using a Novel Tungsten-Containing Rubber Shield in Interventional Radiology.2020

    • Author(s)
      Kijima K, Krisanachinda A, Tamura M, Monzen H, Nishimura Y.
    • Journal Title

      Health Phys.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1097/HP.0000000000001177.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Radiation dose reduction to the eye lens in head CT using tungsten functional paper and organ-based tube current modulation.2020

    • Author(s)
      Kosaka H, Monzen H, Amano M, Tamura M, Hattori S, Kono Y, Nishimura Y.
    • Journal Title

      Eur J Radiol.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2020.108814.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] リアルタイム可変型放射線遮蔽材の開発2020

    • Author(s)
      門前 一
    • Journal Title

      機能材料

      Volume: 40 Pages: 66-72

  • [Journal Article] Dosimetric Characterization of a novel surface collimator with tungsten functional paper for electron therapy.2019

    • Author(s)
      Kawai Y, Tamura M, Amano M, Kamomae T, Monzen H.
    • Journal Title

      Anticancer Res.

      Volume: 39 Pages: 2839-2843

    • DOI

      10.21873/anticanres.13412

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of radiation shielding ability in electron therapy and brachytherapy with real time variable shape tungsten rubber2019

    • Author(s)
      Monzen Hajime、Tamura Mikoto、Kijima Kenta、Otsuka Masakazu、Matsumoto Kenji、Wakabayashi Kazuki、Choi Min-Geon、Yoon Do-Kun、Doi Hiroshi、Akiyama Hironori、Nishimura Yasumasa
    • Journal Title

      Physica Medica

      Volume: 66 Pages: 29-35

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2019.09.233

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Radiation shielding efficiency of tungsten rubber in interventional radiology.2019

    • Author(s)
      Kenta Kijima, Anchali Krisanachinda, Petchaleya Suwanpradit, Mikoto Tamura, Yasumasa Nishimura, Hajime Monzen.
    • Organizer
      The 7th Asia Radiation Therapy Symposium.
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Feasibility study of the shielding ability of novel tungsten rubber against the electron beam in radiation therapy.2019

    • Author(s)
      Hajime Monzen, Kenta Kijima, Mikoto Tamura, Seiichi Ota, Kenji Matsumoto.The August 24th,2019
    • Organizer
      7th Annual Congress of Vietnam Association Radiation Technologist.
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Feasibility of using tungsten functional paper as a thin bolus for electron beam radiotherapy.2019

    • Author(s)
      Yoshiki Takei, Takeshi Kamomae, Mikoto Tamura, Hajime Monzen.
    • Organizer
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dosimetric shield evaluation with a novel radiation shielding material, tungsten containing rubber in electron beams.2019

    • Author(s)
      Kazuki Kubo, Kenta Kijima, Kenji Matsumoto, Mikoto Tamura, Hajime Monzen.
    • Organizer
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of shielding ability of a novel radiation shielding material, free-form tungsten containing rubber2019

    • Author(s)
      Kazuki Kubo, Masakazu otsuka, Min-Geon Choi, Mikoto Tamura, Kenji Matsumoto, Hajime Monzen.
    • Organizer
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] To compare the radiation shielding ability of tungsten functional paper and Organ-based tube current modulation for the eye lens in head computed tomography: A phantom study.2019

    • Author(s)
      Hiroyuki Kosaka, Shota Hattori, Koji Yamada, Mikoto Tamura, Hajime Monzen.
    • Organizer
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Shielding Efficiency of Novel Tungsten Rubber Against Radionuclides at Nuclear Medicine Division.2019

    • Author(s)
      Kenta Kijima, Anchali Krisanachinda, Panya Pasawang, Kohei Hanaoka, Hajime Monzen, Yasumasa Nishimura.
    • Organizer
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Feasibility of a tungsten rubber grid collimator for electron grid therapy.2019

    • Author(s)
      Kenta Kijima, Anchali Krisanachinda, Mikoto Tamura, Yasumasa Nishimura, Hajime Monzen.
    • Organizer
      European Society Radiotherapy & Oncology meets Asia 2019.
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 温度変性放射線遮蔽材2019

    • 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
    • Industrial Property Number
      特願2019-147919

URL: 

Published: 2021-01-27  

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