| 研究課題/領域番号 |
26460715
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
武田 賢 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60312568)
|
|---|
| 研究分担者 |
角谷 倫之 東北大学, 大学病院, 助教 (20604961)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | 放射線治療 / 患者補助固定具 / 3Dプリンター |
|---|
| 研究実績の概要 |
放射線治療の固定精度を担保する患者補助固定具は主に手作業で作成されており、其の固定精度や工程時間は作成者の技術習熟度に依存する部分が多い。本研究の目的は、患者補助固定具を3次元（以下、3D）プリンターによって可急的且つ精密に自動作成する造形技術の基礎研究を行い、特に使用頻度の高く、形状や凹凸度の個人差の大きな人体の頭頸部表面に適切にフィットさせる固定具を作成する為の課題探索とそれらの解決に向けた調査を行うことである。
昨年度までの成果を応用し、本年度は、実際の放射線治療で使用している位置照合透視装置による固定精度評価、また照射装置による線量特性について、従来の頭頸部固定具と比較することを目標とした。ヒト頭頸部ファントムをCT撮像したDigital Imaging and COmmunication in Medicineデータを基にワークステーション上で3Dモデリングを行い、同データから頭頸部固定具を3Dプリンターで出力した。比較対照のため、同一の頭頸部ファントムを用いて従来の手作業により頭頸部固定具を作成した。それら二つの固定具間で、固定精度、並びに線量特性の比較を行った所、3Dプリントした頭頸部固定具は、従来法により作成した頭頸部固定具と遜色無い固定精度を示し、日本放射線腫瘍学会推奨の固定精度を遵守できていた。また、線量特性に関しては、5cm深の線量については両者の間に殆ど線量差はみられなかったが、1mm深では3Dプリンティングした固定具において若干の線量増加が観察された。その後、厚さを同一として3Dプリンターで作製した板状造形物と、マスク状に加工する前の従来品（板状）の線量特性を比較した所、前者の方が1mm深の線量低下が認められ、皮膚線量を軽減できる可能性があることが判明した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度に引き続き、ヒト頭頸部ファントムのCT撮像DICOMデータを用いて新たに3Dモデリングをし直し、3Dプリンターによる頭頸部固定具の再出力を行った。その3Dプリントした固定具との比較対照を目的とし、同一のヒト頭頸部ファントムを用いて従来の手作業により頭頸部固定具を作成した。それら二つの頭頸部固定具間で、固定精度、並びに線量特性の比較を行った結果、3Dプリントした固定具は従来法による固定具と遜色無い固定精度を示し、且つ日本放射線腫瘍学会推奨の固定精度を遵守していた結果が得られた。また、線量特性に関しては、5cm深の線量については両者の間に殆ど線量差はみられなかったが、1mm深では3Dプリンティングした固定具においてが若干の線量増加が観察された。その後、厚さを同一として3Dプリンターで作製した板状造形物と、マスク状に加工する前の従来品（板状）の線量特性を比較した所、前者の方が1mm深の線量低下が認められ、皮膚線量を軽減できる可能性があることが分かった。
|
| 今後の研究の推進方策 |
最終年度となる平成28年度は、4月の日本放射線技術学会第72回総会学術大会（2016年4月14日-17日開催予定）と欧州放射線腫瘍学会（ESTRO35）(2016年4月29日-5月3日開催予定)での発表を予定している。また、ヒト頭頸部ファントムを用いて撮像済みのデータから、従来の固定具素材と同じ厚さで、再度、3Dモデリングを経て3Dプリントを行い、固定精度並びに線量特性の従来製品との比較検証を行うことを目標とする。併せて、論文投稿準備も行っていく予定である。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
昨年度に引き続き、研究計画時（研究開始前）には3Dプリンター実機購入を予定していたが、研究に必要な精度を担保且つ3D出力可能な高精細3Dプリンター実機の価格は設置整備費を含めると研究費の範囲を大幅に超えることが判明し、今年度の時点でも研究費を大幅に超過し高額であった。そのため、CT撮像データ取得と3D出力変換加工は申請者らが行い、実際の3D出力については、共同研究者の事業所が所有する高精度大型3Dプリンターを使用する方針を継続したのが主な理由である。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
進捗状況についての4月-5月の学会発表を予定している。また、先述した様に、ヒト頭頸部ファントムを用いて撮像済みのデータから、従来の固定具素材と同じ厚さで、再度、3Dモデリングを経て3Dプリントを行い、固定精度並びに線量特性の比較検証を行う予定である。併せて、本研究の成果の論文投稿を予定している。これらを踏まえて、学会発表、追加の実験、並びに論文投稿に関わる費用として使用する。
|
