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鉛を含まない放射線遮蔽材を用いた新規放射線治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K08211
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

門前 一  近畿大学, 大学病院, 教授 (10611593)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード放射線治療 / 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 / IVR / 鉛フリーゴム
研究開始時の研究の概要

開発したリアルタイム可変型の粘土状放射線遮蔽材は、加温することで柔らかくなり、常温では型が維持できる硬度を持つゴム素材である。本研究では、その素材を鉛代替放射線遮蔽材としてのポテンシャルの見極めと、放射線医学・工学への実用化を目的とする。さらに新素材の特徴を活かした新たな放射線治療の手法や放射線防護体系の確立を目指す。

研究成果の概要

鉛を含まない放射線遮蔽材として、タングステンを含んだ紙(TFP)やゴム(TCR)の放射線遮蔽能力を明らかにした。また、加温すると柔らかくなり、体温では形状を維持できる放射線遮蔽材、リアルタイム可変型タングステン含有ゴム(STR)を新たに開発、さらにこの温度特性を利用して、水等価物質であるリアルタイム可変型ソフトラバーボーラス(SRB)も開発。これらの医学への適応拡大を目指し、下記の成果をあげた。1. IVRにおける術者被ばくの低減 、2. 頭部CT撮影における患者の水晶体被ばく低減、3. 電子線治療におけるコリメータ・正常組織の防護材、4. 放射線治療におけるボーラス材。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 12件、 招待講演 2件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Estimating radiation exposure of the brain of a physician with a protective flap in interventional radiology: A phantom study2022

    • 著者名/発表者名
      Hattori Shota、Monzen Hajime、Tamura Mikoto、Kosaka Hiroyuki、Nakamura Yasunori、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 23 号: 3

    • DOI

      10.1002/acm2.13532

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dosimetric characteristics of a thin bolus made of variable shape tungsten rubber for photon radiotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      Okuhata Katsuya、Tamura Mikoto、Monzen Hajime、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      巻: 44 号: 4 ページ: 1249-1255

    • DOI

      10.1007/s13246-021-01059-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel real-time shapeable soft rubber bolus for clinical use in electron radiotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Kazuki、Monzen Hajime、Tamura Mikoto、Takei Yoshiki、Okuhata Katsuya、Anami Shimpei、Doi Hiroshi、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 66 号: 18 ページ: 185013-185013

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ac215b

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dosimetric evaluation of skin collimation with tungsten rubber for electron radiotherapy: A Monte Carlo study2021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Kazuki、Monzen Hajime、Tamura Mikoto、Matsumoto Kenji、Takei Yoshiki、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 22 号: 4 ページ: 63-70

    • DOI

      10.1002/acm2.13210

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 全身皮膚電子線療法における爪保護のためのリアルタイム可変型タングステン含有ゴムの応用2021

    • 著者名/発表者名
      Yanagi Yuya、Tamura Mikoto、Monzen Hajime、Matsumoto Kenji、Takei Yoshiki、Noma Kazuo、Kida Tetsuo
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 77 号: 2 ページ: 145-152

    • DOI

      10.6009/jjrt.2021_JSRT_77.2.145

    • NAID

      130007988389

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First clinical experience of tungsten rubber electron adaptive therapy with real-time variable-shape tungsten rubber2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Yoshihiro、Tamura Mikoto、Amano Morikazu、Kosugi Takashi、Monzen Hajime
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 41 号: 2 ページ: 919-925

    • DOI

      10.21873/anticanres.14845

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子線に対するリアルタイム可変型タングステンゴムの線量特性について2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Kenji、Tamura Mikoto、Otsuka Masakazu、Wakabayashi Kazuki、Kijima Kenta、Monzen Hajime
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 76 号: 12 ページ: 1248-1255

    • DOI

      10.6009/jjrt.2020_JSRT_76.12.1248

    • NAID

      130007958237

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasibility of using tungsten functional paper as a thin bolus for electron beam radiotherapy2020

    • 著者名/発表者名
      Takei Yoshiki、Kamomae Takeshi、Monzen Hajime、Nakaya Takayoshi、Sugita Kazuma、Suzuki Kentaro、Oguchi Hiroshi、Tamura Mikoto、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      巻: 43 号: 3 ページ: 1101-1111

    • DOI

      10.1007/s13246-020-00910-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of Occupational Exposure Using a Novel Tungsten-Containing Rubber Shield in Interventional Radiology.2020

    • 著者名/発表者名
      Kijima K, Krisanachinda A, Tamura M, Monzen H, Nishimura Y.
    • 雑誌名

      Health Phys.

      巻: - 号: 6 ページ: 609-614

    • DOI

      10.1097/hp.0000000000001177

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Radiation dose reduction to the eye lens in head CT using tungsten functional paper and organ-based tube current modulation.2020

    • 著者名/発表者名
      Kosaka H, Monzen H, Amano M, Tamura M, Hattori S, Kono Y, Nishimura Y.
    • 雑誌名

      Eur J Radiol.

      巻: - ページ: 108814-108814

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2020.108814

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] リアルタイム可変型放射線遮蔽材の開発2020

    • 著者名/発表者名
      門前 一
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 40 ページ: 66-72

    • NAID

      40022627447

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dosimetric Characterization of a novel surface collimator with tungsten functional paper for electron therapy.2019

    • 著者名/発表者名
      Kawai Y, Tamura M, Amano M, Kamomae T, Monzen H.
    • 雑誌名

      Anticancer Res.

      巻: 39 号: 6 ページ: 2839-2843

    • DOI

      10.21873/anticanres.13412

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of radiation shielding ability in electron therapy and brachytherapy with real time variable shape tungsten rubber2019

    • 著者名/発表者名
      Monzen Hajime、Tamura Mikoto、Kijima Kenta、Otsuka Masakazu、Matsumoto Kenji、Wakabayashi Kazuki、Choi Min-Geon、Yoon Do-Kun、Doi Hiroshi、Akiyama Hironori、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 66 ページ: 29-35

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2019.09.233

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Dosimetric characteristics of a thin bolus with real time variable shape tungsten rubber for photon beam.2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Okuhata, Mikoto Tamura, Hajime Monzen, Yasumasa Nishimura
    • 学会等名
      9th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protection of radiation exposure for physician’s brain using a tungsten rubber flap in interventional radiology.2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Hattori, Hiroyuki Kosaka, Hajime Monzen, Mikoto Tamura
    • 学会等名
      21st Asia-Oceania Congress of Medical Physics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Novel Real-Time Shapeable Bolus for Electron Radiotherapy2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Wakabayashi, Hajime Monzen, Mikoto Tamura, Yoshiki Takei, Katsuya Okuhata, Shimpei Anami, Hiroshi Doi, Yasumasa Nishimura
    • 学会等名
      21st Asia-Oceania Congress of Medical Physics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation Protection of Nail with Real-time Shapeable Tungsten Rubber in the Total Skin Electron Beam (TSEB) Therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yanagi, Mikoto Tamura, Hajime Monzen
    • 学会等名
      21st Asia-Oceania Congress of Medical Physics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation shielding efficiency of tungsten rubber in interventional radiology.2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kijima, Anchali Krisanachinda, Petchaleya Suwanpradit, Mikoto Tamura, Yasumasa Nishimura, Hajime Monzen.
    • 学会等名
      The 7th Asia Radiation Therapy Symposium.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Feasibility study of the shielding ability of novel tungsten rubber against the electron beam in radiation therapy.2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Monzen, Kenta Kijima, Mikoto Tamura, Seiichi Ota, Kenji Matsumoto.The August 24th,2019
    • 学会等名
      7th Annual Congress of Vietnam Association Radiation Technologist.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Feasibility of using tungsten functional paper as a thin bolus for electron beam radiotherapy.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Takei, Takeshi Kamomae, Mikoto Tamura, Hajime Monzen.
    • 学会等名
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dosimetric shield evaluation with a novel radiation shielding material, tungsten containing rubber in electron beams.2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kubo, Kenta Kijima, Kenji Matsumoto, Mikoto Tamura, Hajime Monzen.
    • 学会等名
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of shielding ability of a novel radiation shielding material, free-form tungsten containing rubber2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kubo, Masakazu otsuka, Min-Geon Choi, Mikoto Tamura, Kenji Matsumoto, Hajime Monzen.
    • 学会等名
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kosaka, Shota Hattori, Koji Yamada, Mikoto Tamura, Hajime Monzen.
    • 学会等名
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shielding Efficiency of Novel Tungsten Rubber Against Radionuclides at Nuclear Medicine Division.2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kijima, Anchali Krisanachinda, Panya Pasawang, Kohei Hanaoka, Hajime Monzen, Yasumasa Nishimura.
    • 学会等名
      The 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility of a tungsten rubber grid collimator for electron grid therapy.2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kijima, Anchali Krisanachinda, Mikoto Tamura, Yasumasa Nishimura, Hajime Monzen.
    • 学会等名
      European Society Radiotherapy & Oncology meets Asia 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] ボーラス形成材およびそれを用いたボーラス2022

    • 発明者名
      門前 一
    • 権利者名
      門前 一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] ボーラス形成材およびそれを用いたボーラス2021

    • 発明者名
      門前 一
    • 権利者名
      門前 一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 温度変性放射線遮蔽材2019

    • 発明者名
      門前 一
    • 権利者名
      早川ゴム株式会社/学校法人近畿大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-147919
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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