2021 Fiscal Year Final Research Report

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

Research Project

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Project/Area Number	19K08211
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	Kindai University
Principal Investigator	Monzen Hajime 近畿大学, 大学病院, 教授 (10611593)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉田謙関西医科大学, 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, 准教授 (20448111)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	放射線治療 / 放射線防護 / 放射線遮蔽材 / 鉛フリー / タングステン / ボーラス
Outline of Final Research Achievements	Radiation shielding abilities of tungsten functional paper (TFP) and tungsten containing rubber (TCR) were clarified as lead-free materials and we aimed those expansion to the medical field. We have developed a real-time variable shape tungsten rubber (STR) newly. The STR is easy to shape in real time when heating and its shape is maintained at room and body temperatures, and also a real-time variable shape soft rubber bolus (SRB) with water equivalent material by excluding the tungsten from the STR. This study fulfilled the following themes: 1. Reduction of radiation exposure for an operator in Interventional Radiology (IR) with TCR; 2. Reduction of radiation exposure to the eye lens of a patient in head CT examination with TFP; 3. Use as a collimator to shape an irradiation field and shielding material for normal tissue in electron radiotherapy with TCR and STR; and 4. A bolus in radiotherapy with STR and SRB.
Free Research Field	医学物理、放射線技術学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	医療における放射線遮蔽材は、主に鉛や低融点鉛合金が用いられているが、人体に有毒で加工が困難、廃棄による環境への悪影響などが懸念されている。今回開発した放射線遮蔽材は、人体に毒性もなく、リサイクルも可能、紙やゴムの特徴を有するTFPやTCRは裁断や折りたたみ、他の材質への貼付が容易、STRは加温することで自由自在に成形でき、常温で形状維持可能、といった特徴を有する。また、新規ボーラス(SRB)も加温することで自由自在に成形可能、皮膚に密着させて効果的に皮膚表面線量を増加できる。これらの特徴を活かし、放射線治療や放射線防護といった医療分野において幅広く応用することで、果たす役割は大きい。