JPH11255958A - 放射線治療用ボーラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボーラスに要求される諸特性を充分に満たし
た上で、使い捨てが可能で、しかも従来のボーラスより
も安価に製造でき、清潔性、加工性に優れたボーラスを
提供することにある。 【解決手段】 １種または２種以上の天然有機高分子
（カラギーナン、ローカストビーンガム、グルコマンナ
ン、デンプン、カードラン、グアーガム、寒天、カシア
ガム、デキストラン、アミロース、ゼラチン、ペクチ
ン、キサンタンガム、タラガム、ジェランガム）をゲル
化製剤として、ゲル化する濃度以上に、好ましくは水に
対してゲル化製剤を１０％以下量、より好ましくは２〜
５％量を添加して作製する天然有機高分子化合物含水ゲ
ルの製造方法、及びそれによって選られるボーラスによ
り、使い捨てが可能で、従来よりも安価に製造でき、清
潔性、加工性に優れたボーラスが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射線治療において
吸収線量の分布を修正するために、人体に密着して使用
されるボーラスに関し、より詳細には使い捨て（ディス
ポーザブル）可能なボーラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線、γ線、電子線などの放射線を人体
に照射して、ガンなどの病気治療に利用することは、広
く行われている。一般に、物質に放射線を照射すると、
深部にいくに従って元々の放射線の量は減少するが、散
乱線は深部ほど比較的に増大し、その方向は様々であ
る。このため、物質深部にいくに従い、図３及び図４の
如く指数関数的に（その線量は）減少する。しかし、高
エネルギーの放射線では、反跳電子（散乱線）の方向が
主に前方にあるため、側方への散乱が少なくなり、表面
線量よりもある深さのところでの線量が最大となり、以
後図３及び図４の如く指数関数的に減少する。このよう
な放射線の皮膚中での性質を考慮しないで治療を行う
と、患部以外の正常組織に対して、不必要な放射線によ
る有害な作用を及ぼすことがある。

【０００３】例えば、図５に示すように皮膚面下５ｍｍ
の部分に病巣があるとする。この病巣に対して、皮膚面
下１０ｍｍの位置で吸収線が最大となる放射線を治療の
ために照射した場合、病巣部分にも放射線は当たってい
るが、病巣以外の正常な部分には不必要で過剰な放射線
が照射されることになり、特に皮膚面下１０ｍｍの位置
で吸収線量が最大値となり、この部分で放射線障害を引
き起こす危険性が極めて大きくなる。この患部部分に吸
収線量の当たる量が最大となるように、線量分布を調節
するための役割を担うのがボーラスである。このボーラ
スは、照射装置と人体などの間に図６のように介在させ
て使用する。このようにボーラスを使用することによ
り、必要量の放射線量を効率よく患部に与えて治療する
ことができる。

【０００４】また、図７（Ａ）に示すように脳内の患部
に対して放射線治療を施す場合には、放射線の脳内での
分布が、頭部の外形の形状を反映して丸みがかったもの
になる。このような状態では、平板状の患部に対して最
大の吸収線の分布は球殻状になってしまう。この結果、
図５に示すように患部以外の部分に最大の吸収線量があ
たってしまうことになり、大変危険である。そこで、図
７（Ｂ）に示すような頭部の形状に合致したボーラスを
用いることにより、丸みがかった放射線の分布を矯正す
る事ができる。

【０００５】一般に、実用に値するボーラスは、少なく
とも以下に示す特性、条件を満たすことが必要である。 人体組織等価物質であること。 均質なものであること。 可塑性に優れ、適当に弾力性を有しており、生体への
形状適合性、密着性がよいこと。 毒性がないこと。 エネルギー変化などがないこと。 厚さが均一であること。 空気の混入がないこと。 また、以上の他に透明性を有することが望ましい。ここ
で人体組織と等価とは、厳密には人体と原子構成が同一
であることを意味するが、ここでは放射線の吸収、又は
散乱について実質的な組織と同じ性質を示すことをさ
す。

【０００６】現在までのところ、ボーラスの材料として
プラスチックス、パラフィン、合成ゴム、シリコーン、
水などが使用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、昨今、医療
用機器、用具を媒介とした病院内における細菌、ウイル
スの感染が深刻な問題となっており、またＨＩＶ感染な
どを考慮して、一回限りの使用で使い捨てにするディス
ポーザブル用具の需要がいっそう高まっている。しかし
ながら、従来から使用されているプラスチックス、パラ
フィン、シリコーン、合成ゴムを基材として用いたボー
ラスは、その大きさにもよるが、価格が高いこと、使用
後のボーラスはそのままでは容易に廃棄できないため
に、いわゆる産業廃棄物として廃棄しなくてはならない
ことなどの理由から、１回限りの使用で使い捨てにする
ことは現実的ではなかった。そのため、従来のボーラス
は繰り返し使用せざるを得ず、再使用の際には清潔さを
保つために消毒をしなければならないので、手間と費用
が非常にかかるという問題があった。更には、繰り返し
の使用という点から、被診断者に清潔面で不快感を与え
るという問題もあった。

【０００８】一方、水をボーラスとして使用する場合
は、水自体は容易に廃棄できるが、それを封入する容器
は容易に廃棄できず、また、封入が難しいという製造技
術上の問題があった。

【０００９】本発明は、上述した事情から成されたもの
であり、ボーラスに要求される諸特性を充分に満たした
上で、使い捨てが可能で、しかも従来のボーラスよりも
安価に製造でき、清潔性、加工性に優れたボーラスを提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、放射線治療に
用いるボーラスについて、安価で使い捨てが可能で、更
に加工性に優れた作製方法に関するものであり、本発明
の上記目的は、特定の天然有機高分子のゲル化製剤を用
いた含水ゲルを用いることにより達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のボーラスは図１に示すよ
うに矩形プレート状の形状をしており、材質は有機高分
子物質の含水ゲルから構成されるが、本発明で使用され
る天然高分子物質のゲル化製剤としては使用上充分な強
度と保水性を持ち、含水率が８０％以上の含水ゲルが得
られるものが望ましい。このようなゲル化製剤として
は、例えば、カラギーナン、ローカストビーンガム、グ
ルコマンナン、デンプン、カードラン、グアーガム、寒
天、カシアガム、デキストラン、アミロース、ゼラチ
ン、ペクチン、キサンタンガム、タラガム、ジェランガ
ムなどの天然有機高分子が挙げられる。天然有機高分子
含水ゲルを作製するに当たり、これらを１種又は２種以
上併用することができる。

【００１２】ゲル化製剤の添加量はゲル化する濃度以上
で、ボーラスとして固すぎない濃度以下の範囲であれば
よく、好ましくはゲル化製剤を水に対して１０％以下量
であり、より好ましくは２〜５％が適当である。しか
し、上記の例におけるジェランガムやペクチンなどの天
然有機高分子物質のあるものは、上記の方法によっては
ゲル化しないものがある。そのため、水にゲル化製剤を
加えて加熱溶解させ、攪拌した後に、カルシウム、カリ
ウム、ナトリウム、バリウムなどの金属塩を添加するこ
とによりゲル化することができる。この金属塩を添加す
る過程は、ゲル化し易いゲル化製剤作製時においても、
カルシウム、カリウム、ナトリウム、バリウムなどの金
属塩を、水にゲル化製剤を加えて加熱溶解させ、攪拌し
た後に加えることができる。この時、作製される天然有
機高分子含水ゲルは、金属塩を加えないときに比べて強
度が増加する。また、ペクチンなどの天然有機高分子物
質のあるものは、ｐＨの値によってもゲル化したり、ゲ
ル化しなかったりする。そこで、ゲル化しにくいアルカ
リ性や酸性の条件から、ゲル化し易い範囲のｐＨ条件に
するために、ｐＨ調整剤を添加しなければならない。ｐ
Ｈ調整剤はこの他に、添加することにより、ゲル化した
物質を経時的に安定化させることができる役割も持つ。
これらでｐＨ調整剤を添加する時においても、金属塩の
添加の時と同じように、水にゲル化製剤を加えて加熱溶
解させ、攪拌した後に、ｐＨ調整剤を添加する。ボーラ
スは、無色透明が望ましいが、場合によっては有色透明
にするように着色剤を添加することもできる。

【００１３】本発明の放射線治療用ボーラスを製造する
方法を、カラギーナン、ローカストビーンガムを例にと
って説明する。まず、カラギーナン、ローカストビーン
ガムを水で７０〜１００℃の温度で加熱溶解して、直ち
に適宜な型枠に流し込み、冷却する。すると、ゲル化し
てボーラスが得られる。ゲルの強度、ゲルの固さの度合
いなどは、ゲル化製剤の種類と量を種々組み合わせるこ
とにより、広範囲に変えることができる。ゲルの大きさ
についても型枠の形の選択によって変えることができ、
図１の形状に限定されることはなく、図２（Ａ）に示す
ような円形であっても良く、同図（Ｂ）に示すような三
角柱の形状でもよく、同図（Ｃ）に示すように複雑な形
状をしたものでもよく、その他の形状であっても良い。
また、成型後のゲルに関しても、ナイフなどで容易に切
断することによって、大きさを自由に変えることができ
る。

【００１４】以上のように、本発明による天然有機高分
子含水ゲルは容易に成型でき、大きさも自由に変えるこ
とができるので、違う種類の放射線を用いたり、患部の
皮膚表面からの深さの違い、また治療を行う部位の違い
による人体形状の違いによって、種々のボーラスを容易
に作製することができる。

【００１５】この方法によれば、特別な設備と操作を必
要とせず、均一な含水ゲルが得られるという利点があ
り、省エネルギー対策上や品質の安定化の上で有用であ
る。

【００１６】なお、本発明の含水ゲルを長期間保存した
場合、かびやバクテリアが付着し、これらが繁殖するお
それがあるので、含水ゲル製造時に予め防腐剤や防かび
剤などを添加することが好ましい。これらの防腐剤や防
かび剤は、水にゲル化製剤を加えて加熱溶解し、攪拌し
た後に添加する。

【００１７】本発明の含水ゲルは放射線治療用のボーラ
スとして使用することを目的としているため、ゲル中に
気泡を含むことは極力さけなければならない。気泡が大
きい場合あるいは多い場合は、例えば電子線や陽子線な
どの荷電粒子の治療で用いると、到達深さ（飛程）が変
わる原因となるからである。

【００１８】本発明の放射線治療用ボーラスは、毒性が
なく、柔軟性、弾力性が適度であり、生体への密着性や
材質の均質性、人体組織等価性が優れているという特徴
を有する。また、放射線治療時、透明度が高いため皮膚
マークが合わせやすく、種々の厚さの放射線治療用ボー
ラスを積層することによって、放射線の線量分布を容易
に調節することができる。従って、本発明の天然有機高
分子含水ゲルは放射線治療に用いられるボーラスの材料
として好適なものである。

【００１９】

【実施例】全体積４００ｃｍ³の放射線治療用ボーラス
の作成例を以下に示す。水３９０ｇにカラギーナン４．
０ｇ、ローカストビーンガム３．０ｇ、キサンタンガム
３．０ｇを加え、撹拌しながら８０℃で１０分間加熱溶
解した。その後、気泡を含まないように注意しながら縦
２００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さｌ０ｍｍの容器に全部
流し込み、容器を５℃の冷却水に浸して冷却固化させ、
厚み１０ｍｍの含水ゲルとした。その結果、透明性、可
塑性に優れ、適度な弾力性を持つ均質な含水ゲルが得ら
れ、得られたゲルの比重は１．０１、硬さはアスカー硬
度計ＦＰにて３４であった。

【００２０】実施例で得られた含水ゲルについて、放射
線の吸収、または散乱が、実質的な組織と同じ性質を示
すことを評価するために、Ｘ線と電子線に対して深部量
百分率曲線を測定した。Ｘ線は、４ＭＶと１０ＭＶのも
のを用い、発生焦点からボーラス表面までの距離は１０
０ｃｍ、照射野は１０×１０ｃｍ²であった。電子線
は、６ＭｅＶ、９ＭｅＶ、１２ＭｅＶ、１５ＭｅＶ、そ
して１８ＭｅＶのものを用い、発生窓からボーラス表面
までの距離は１００ｃｍ、照射野は１５×１５ｃｍ²で
あった。測定方法は、標準測定法に従い、ＵＮＩＤＯＳ
線量計（ＰＴＷ社製）で測定した。

【００２１】Ｘ線、電子線の発生には、Ｃｌｉｎａｃ
ＣＬ−２１００Ｃ（ＶＡＲＩＡＮ社製）を用い、測定に
おける電離箱にはＪＡＲＰ ｔｙｐｅ、Ｍａｒｋｕｓ
ｔｙｐｅ（共にＰＴＷ社製）を用い、吸収線量測定用フ
ァントムとしてＲＷ３（ＰＴＷ社製）を用いた。ここ
で、ファントムとはボーラスと同様に放射線に対する吸
収や散乱などの相互作用が人体組織等価で、密度も人体
組織にできるだけ近い物質（組織等価物質）によりでき
ているものである。

【００２２】図３に４ＭＶと１０ＭＶのＸ線に対する含
水ゲルとファントムの深部百分率曲線を示す。各深部に
おいて、天然有機高分子含水ゲルとファントムの深部百
分率はほぼ一致した値を示しており、Ｘ線に対しては、
人体組織との等価性が高いことが分かる。

【００２３】図４に６ＭｅＶ、９ＭｅＶ、１２ＭｅＶ、
１５ＭｅＶ、そして１８ＭｅＶの電子線に対する含水ゲ
ルとファントムの深部百分率曲線を示す。電子線に対し
ても、各深部において天然有機高分子含水ゲルはファン
トムの深部百分率曲線とほぼ一致した値を示し、人体組
織との等価性が高いことが分かる。

【００２４】これらのことから、本発明の天然有機高分
子含水ゲルはファントムとほぼ同様な放射線吸収を得る
ことができる。つまり人体組織と等価性が高く、放射線
治療用ボーラスとして有用性が高いことが理解できる。

【００２５】尚、以上の実施例は例示であり、これによ
って本発明の範囲が限定されるものでないことは勿論で
ある。

【００２６】

【発明の効果】以上の構成よりなる本発明の放射線治療
用ボーラスは、次の特有の効果を奏する。

【００２７】材料として天然有機高分子物質と水を使
用しているので、使用後は、従来産業廃棄物として処理
しなくてはならなかった従来技術のボーラスと異なり、
焼却処分により廃棄することが可能となる。

【００２８】材料として天然有機高分子物質と水を使
用しているので、材料費が低廉であり、また成型も容易
なので極めて安価である。

【００２９】以上の特性より、一回限りの使用で使い
捨てにするボーラスが実現可能となり、従来技術のボー
ラスのような煩雑な消毒の手間が不要となり、しかも被
診断者に清潔面で安心感を与えることができる。

【００３０】しかも、実施例の項で詳述したように、
人体組織等価性、透明性、柔軟性、均ー性に優れたボー
ラスが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボーラスの一例を示す外観図である。

【図２】それぞれ本発明の他の実施例を示している。

【図３】本発明のボーラスのＸ線に対する深部と深部量
百分率の関係を示すグラフである。

【図４】本発明のボーラスの電子線に対する深部と深部
量百分率の関係を示すグラフである。

【図５】放射線治療での体内における放射線の強度と病
巣の関係を示す模式図である。

【図６】放射線治療において皮膚と放射線源との間にボ
ーラスを挿入したときの放射線の強度と病巣の関係を示
す模式図である。

【図７】頭部の放射線治療時において、ボーラスの有無
による放射線分布の違いを示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 芳徳 埼玉県川口市前川３丁目20番22号 持田商 工株式会社研究室内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１種または２種以上の天然有機高分子（カ
   ラギーナン、ローカストビーンガム、グルコマンナン、
   デンプン、カードラン、グアーガム、寒天、カシアガ
   ム、デキストラン、アミロース、ゼラチン、ペクチン、
   キサンタンガム、タラガム、ジェランガム）をゲル化製
   剤として、ゲル化する濃度以上に、好ましくは水に対し
   てゲル化製剤を１０％以下量、より好ましくは２〜５％
   量を添加して作製する天然有機高分子化合物含水ゲルの
   製造方法。
2. 【請求項２】ゲル化しにくい天然有機高分子に対して、
   水と加熱溶解後に金属塩、着色剤、ｐＨ調整剤を添加し
   て、ゲル化しやすくするようにした請求項１に記載の天
   然有機高分子含水ゲルの製造方法。
3. 【請求項３】強度を増すために金属塩を、天然有機高分
   子（カラギーナン、ローカストビーンガム、グルコマン
   ナン、デンプン、カードラン、グアーガム、寒天、カシ
   アガム、デキストラン、アミロース、ゼラチン、ペクチ
   ン、キサンタンガム、タラガム、ジェランガムのうち１
   種または２種以上の組み合わせからなる）を水に加えて
   加熱溶解後に添加した請求項１に記載の天然有機高分子
   含水ゲルの製造方法。
4. 【請求項４】天然有機高分子含水ゲルが、腐ったり、か
   びが生えたりしないように、天然有機高分子（カラギー
   ナン、ローカストビーンガム、グルコマンナン、デンプ
   ン、カードラン、グアーガム、寒天、カシアガム、デキ
   ストラン、アミロース、ゼラチン、ペクチン、キサンタ
   ンガム、タラガム、ジェランガムのうち１種または２種
   以上の組み合わせからなる）を水に加えて加熱溶解後に
   防腐剤、防かび剤を添加した請求項１に記載の天然有機
   高分子含水ゲルの製造方法。
5. 【請求項５】天然有機高分子（カラギーナン、ローカス
   トビーンガム、グルコマンナン、デンプン、カードラ
   ン、グアーガム、寒天、カシアガム、デキストラン、ア
   ミロース、ゼラチン、ペクチン、キサンタンガム、タラ
   ガム、ジェランガムのうち１種または２種以上の組み合
   わせからなる）含水ゲルからなることを特徴とする放射
   線治療用ボーラス。
6. 【請求項６】金属塩を添加した前記請求項５に記載の放
   射線治療用ボーラス。
7. 【請求項７】着色剤を添加した前記請求項５に記載の放
   射線治療用ボーラス。
8. 【請求項８】ｐＨ調整剤を添加した前記請求項５に記載
   の放射線治療用ボーラス。
9. 【請求項９】防腐剤を添加した前記請求項５に記載の放
   射線治療用ボーラス。
10. 【請求項１０】防かび剤を添加した前記請求項５に記載
    の放射線治療用ボーラス。