可変型マルチチャンネルアプリケータを用いた強度変調小線源治療法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K17160
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 千葉 貴仁 東北大学, 大学病院, 助手 (20804868)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 小線源治療 / 強度変調放射線治療 / RALS / 婦人科腫瘍

Outline of Annual Research Achievements

子宮頸癌や膣癌などの婦人科腫瘍では、放射線源を配置可能なアプリケータという器具を膣口から挿入し、腫瘍近傍から腫瘍に放射線を当てる小線源治療が広く用いられる。しかし、既存のアプリケータは欧米人を基準に作られた定型の形状であるため、膣口が狭い日本人では挿入可能なサイズ・種類が限られる。さらに、内部の線源配置可能位置も限られた作りのため、患者個別の解剖学的状況に応じて、腫瘍に高線量を投与しながら周囲の正常臓器線量を抑える最適な線量分布作成が困難となる場合が多い。そこで本研究では、患者毎に最適な線量分布を容易に作成可能とするため、患者個々の膣形状に可変して密着し、その内部の任意位置に線源配置可能な可変型マルチチャンネルアプリケータを開発する。

令和元年度は、臨床使用に適したアプリケータ形状・材質の確定を目標とした。アプリケータ形状は密着性、耐久性、安全性、実臨床を考慮した扱い易さを比較項目として数種類検討し、3Dプリンターを用いて繰り返し試作を行った。小線源治療経験豊富な放射線治療専門医や小線源治療機器メーカーと意見交換を検討・評価した結果、安全性と使い易さの面から当初予定していたシリンダー形状ではなくタンデム形状へ変更し、線源配置を行う「チャンネル」の固定方式も大きく変更した。さらに新たな機能を追加することで形状は決定する事ができたが、形状が変化したことと機能を追加したことを踏まえ、耐久性と安全性面から材質については確定できず、更なる検討が必要となった。
令和2年度は、引き続き最適な素材の検討を行い、様々な症例を模擬したファントムに対して、アプリケータの機能評価を行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

具体的な臨床使用をより意識した使い易さの追求や、将来的に付加したい機能への拡張性を考慮してアプリケータ形状を検討したことで、試作回数が増加して設計と製作に時間を費やした。また、その結果として当初予定していた形状から大きく変わったこと、付加機能を追加することとなったことから、材質の確定についてはさらに検討が必要となったため。

Strategy for Future Research Activity

アプリケータ形状は確定したため、医療素材メーカーとも相談しながら素材の検討・確定を行う。また、開発するアプリケータの主要な機能である患者個別の解剖学的状況に依らずに可変して密着可能か、チャンネルの配置の自由度や安定性・使い易さに関して、過去に治療を行った症例を基に様々な状況を再現したファントムを作成して検証を行う。

Causes of Carryover

アプリケータ形状の検討において、設計し直しが主な作業であり、自身での作業が多くなったことで、3Dプリンターを用いた作成時やファントムの作成に関するデータ収集に使用する予定であった人件費を使用しなかった。また、形状変更による既存のアプリケータ購入という予期せぬ出費はあったが、形状の検討に多く時間を費やしたことで、予定よりも素材検討に費用を費やしていないためである。
次年度は、アプリケータ素材の更なる検討が必要となるため、人件費ではなく素材の材料費に多く予算を当てる予定である。