JP2017140090A - Fabrication method of bolus and bolus - Google Patents

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哲夫 西村
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哲夫 西村
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喜美 勝間田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fabrication method of a bolus in which the bolus fitted to a head shape can be made.SOLUTION: A fabrication method of a bolus 1 has the steps of: generating three-dimensional coordinate data 17 of the bolus 1 of uniform thickness assuming the surface shape of the head top side portion as the shape of the inside surface, based on image data of a three-dimensional tomographic image acquired by CT scanning of a head top side portion; forming a master model 19 of the bolus 1 by a 3D printer based on the coordinate data 17; disposing an uncured mold material 21 around the master model 19; dividing a mold 23 formed by curing the mold material 21 and taking out the master model 19 from the mold 23; disposing an uncured bolus material 27 in the mold 23; and taking out the bolus 1 formed by curing the bolus material 27 from the inside of the mold 23.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、放射線治療において、照射した放射線の人体での吸収の分布を補正するために、人体に密着して使用されるボーラスに関しており、特に患者の頭部にフィットするボーラスの製造方法及びボーラスに関する。   The present invention relates to a bolus used in close contact with a human body to correct the distribution of absorption of the irradiated radiation in the human body in radiotherapy, and in particular, a method for manufacturing a bolus that fits a patient's head and a bolus. About.

図3(a)及び図3(b)はボーラスの一般的な作用を説明するための模式図である。   FIG. 3A and FIG. 3B are schematic diagrams for explaining the general action of the bolus.

図3(a)の紙面左側に示すように、体表面101付近の患部103の治療のために、矢印y101で示すように放射線を体表面101に照射したとする。この場合、図3(a)の紙面右側において線L101で示すように、体内における放射線の吸収量は、最初、体表面101から深い位置へ行くにつれて増加し、その後、ピーク(ビルドアップ点BP)を過ぎると減少していく。従って、患部103から線L101へ点線を引いて示しているように、患部103がビルドアップ点BPよりも浅い位置にあると、放射線を効率的に患部103に吸収させることができない。   As shown on the left side of the drawing in FIG. 3A, it is assumed that the body surface 101 is irradiated with radiation as indicated by an arrow y101 in order to treat the affected area 103 near the body surface 101. In this case, as indicated by a line L101 on the right side of FIG. 3A, the amount of radiation absorbed in the body first increases as it goes deeper from the body surface 101, and then reaches a peak (build-up point BP). It will decrease after passing. Therefore, as shown by drawing a dotted line from the affected part 103 to the line L101, if the affected part 103 is at a position shallower than the build-up point BP, the affected part 103 cannot efficiently absorb the radiation.

そこで、図3(b)に示すように、体表面101上に、放射線に対する特性が人体に類似する材料からなるボーラス105を配置する。このようにすることによって、放射線にとっては、ボーラス105の表面が見かけ上の体表面となる。その結果、患部103がビルドアップ点BPに位置することになり、効率的に放射線を患部103に吸収させることができる。   Therefore, as shown in FIG. 3B, a bolus 105 made of a material having characteristics similar to that of the human body is arranged on the body surface 101. By doing so, the surface of the bolus 105 becomes an apparent body surface for radiation. As a result, the affected area 103 is positioned at the build-up point BP, and the affected area 103 can efficiently absorb the radiation.

このようなボーラスの材料としては種々のものが提案されている(例えば特許文献1及び2)。また、特許文献1では、従来技術の欄において、頭部の形状に合致した形状のボーラスを開示している。また、特許文献1では、天然有機高分子化合物含水ゲルを型枠に流し込んで成形することも開示している。   Various materials have been proposed as such bolus materials (for example, Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses a bolus having a shape that matches the shape of the head in the column of the prior art. Patent Document 1 also discloses that a natural organic polymer water-containing gel is poured into a mold and molded.

特開平11−255958号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-255958 米国特許出願公開第2008/0123810号明細書US Patent Application Publication No. 2008/0123810

特許文献1では、ボーラスを成形するための型枠の作製方法について開示していない。従って、頭部などの凹凸がある体表面にフィットする形状のボーラスを作製することが困難である。ボーラスが体表面にフィットせずに体表面とボーラスとの間に隙間が生じると、ボーラスによってビルドアップ点を体表面に対してずらす量に誤差が生じる。その結果、所望の治療効果を上げることができず、また、治療の再現性も低下する。一方、頭部の放射線治療においては、皮膚の下に脳があるため、ボーラス及び皮膚に吸収される放射線量が高精度に制御されることが好ましい。   Patent Document 1 does not disclose a method for producing a mold for forming a bolus. Therefore, it is difficult to produce a bolus having a shape that fits on the body surface having irregularities such as the head. If the bolus does not fit on the body surface and a gap is formed between the body surface and the bolus, an error occurs in the amount by which the bolus shifts the build-up point with respect to the body surface. As a result, the desired therapeutic effect cannot be increased, and the reproducibility of the treatment is also reduced. On the other hand, in the radiation therapy for the head, since the brain is under the skin, it is preferable that the bolus and the amount of radiation absorbed by the skin are controlled with high accuracy.

従って、頭部の形状にフィットするボーラスを作成することができるボーラスの製造方法及びボーラスが提供されることが望まれる。   Accordingly, it is desirable to provide a bolus manufacturing method and bolus that can create a bolus that fits the shape of the head.

本発明の一態様に係るボーラスの製造方法は、頭部のうち少なくとも頭頂側部分を囲む頭部用ボーラスの製造方法であって、前記頭頂側部分のCTスキャンを行って3次元断層画像データを取得するステップと、前記3次元断層画像データに基づいて、前記頭頂側部分の表面形状を内側面の形状とする一様厚さのボーラスの、3次元の座標データを生成するステップと、前記座標データに基づいて、3Dプリンタによって前記ボーラスのマスターモデルを形成するステップと、前記マスターモデルの周囲に未硬化の型用材料を配置するステップと、前記型用材料が硬化して形成された型を分割して前記型から前記マスターモデルを取り出すステップと、前記型内に未硬化のボーラス用材料を配置するステップと、前記ボーラス用材料が硬化して形成された前記ボーラスを前記型内から取り出すステップと、を有する。   A bolus manufacturing method according to an aspect of the present invention is a head bolus manufacturing method that surrounds at least a parietal portion of a head, and performs CT scan of the parietal portion to obtain three-dimensional tomographic image data. Obtaining a three-dimensional coordinate data of a bolus having a uniform thickness in which the surface shape of the parietal portion is the shape of the inner surface based on the three-dimensional tomographic image data; and the coordinates Based on the data, a step of forming a master model of the bolus by a 3D printer, a step of placing an uncured mold material around the master model, and a mold formed by curing the mold material Removing the master model from the mold by dividing, placing uncured bolus material in the mold, and curing the bolus material. The formed the bolus having, retrieving from within the mold.

好適には、前記座標データを生成するステップでは、前記ボーラスを前頭部側と後頭部側とに分割したデータを生成し、前記マスターモデルを形成するステップ、前記型用材料を配置するステップ、前記マスターモデルを取り出すステップ、前記ボーラス用材料を配置するステップ、及び前記ボーラスを前記型内から取り出すステップは、前頭部側の部分と後頭部側の部分とで別個に行われる。   Preferably, in the step of generating the coordinate data, the step of generating data obtained by dividing the bolus into frontal and occipital sides, forming the master model, placing the mold material, The step of taking out the master model, the step of placing the bolus material, and the step of taking out the bolus from the mold are performed separately in the frontal portion and the back portion.

好適には、前記ボーラス用材料として、可視光線に対する透過性を有している材料を用いる。   Preferably, a material having transparency to visible light is used as the bolus material.

好適には、前記ボーラス用材料として、主剤と硬化剤との配合比によって硬さを調整可能な2液性の樹脂を用いる。   Preferably, as the bolus material, a two-component resin whose hardness can be adjusted by the blending ratio of the main agent and the curing agent is used.

好適には、前記ボーラス用材料として、ポリウレタン系樹脂を用いる。   Preferably, a polyurethane resin is used as the bolus material.

本発明の一態様に係る頭部用ボーラスは、ポリウレタン系樹脂からなり、頭部のうち少なくとも頭頂側部分を囲む凹状の内側面と、前記内側面の形状を外側へずらした形状の外側面と、を有している。   A head bolus according to an aspect of the present invention is made of a polyurethane-based resin, and includes a concave inner surface that surrounds at least the top side portion of the head, and an outer surface that is formed by shifting the shape of the inner surface to the outside. ,have.

上記の手順又は構成によれば、ボーラスを頭部にフィットさせることができる。   According to the above procedure or configuration, the bolus can be fitted to the head.

本発明の実施形態に係るボーラスを示す外観斜視図。1 is an external perspective view showing a bolus according to an embodiment of the present invention. 図2(a)〜図2(g)は図1のボーラスの製造方法を説明するための模式図。FIG. 2A to FIG. 2G are schematic views for explaining a manufacturing method of the bolus of FIG. 図3(a)及び図3(b)はボーラスの一般的な作用を説明するための模式図。FIG. 3A and FIG. 3B are schematic diagrams for explaining a general action of the bolus.

<ボーラスの構成>
(ボーラスの形状)
図1は、本発明の実施形態に係るボーラス1を示す外観斜視図である。
<Bolus configuration>
(Bolus shape)
FIG. 1 is an external perspective view showing a bolus 1 according to an embodiment of the present invention.

ボーラス1は、患者の頭部(の少なくとも一部)を覆う頭部用ボーラスとして構成されている。なお、一般に、頭部の語は、目や耳などよりも上方側の内部に脳がある部分を指す場合(狭義の場合)と、これに加えて目、鼻及び口を含む、首よりも上方側の部分全体を指す場合(広義の場合)とがある。本実施形態の説明においては、頭部の語は、基本的に後者の意味で用いるものとする。ただし、ボーラス1について頭部用と記載したからといって、ボーラス1は、広義の頭部全体を覆うことが必須要件となるものではない。   The bolus 1 is configured as a head bolus that covers (at least a part of) a patient's head. In general, the word of the head refers to the part where the brain is located above the eyes and ears (in the narrow sense) and in addition to the neck, including the eyes, nose and mouth. There are cases where the entire upper portion is indicated (in a broad sense). In the description of the present embodiment, the word “head” is basically used in the latter sense. However, just because the bolus 1 is described as being for the head, it is not an essential requirement for the bolus 1 to cover the entire head in a broad sense.

ボーラス1は、例えば、前頭部などを覆う前側パーツ3と、後頭部などを覆う後側パーツ5とを有している。前側パーツ3と後側パーツ5とで頭部を挟みこむようにして両パーツを合わせることによって、ボーラス1は、頭部のうちの少なくとも頭頂側部分を囲むことができる。なお、ここでいう頭頂側部分は、ボーラスによって囲まれる(前後左右から覆われる)部分であるから、例えば、少なくとも額の高さよりも上の半球状の部分である。   The bolus 1 has, for example, a front part 3 that covers the frontal head and the like, and a rear part 5 that covers the back of the head and the like. The bolus 1 can surround at least the parietal side portion of the head by combining both parts so that the front part 3 and the rear part 5 sandwich the head. In addition, since the top side part here is a part enclosed by the bolus (covered from front and rear, right and left), it is a hemispherical part above the height of the forehead, for example.

ボーラス1が囲む又は覆うことができる範囲は、適宜に設定されてよい。例えば、額の高さよりも上の部分であってもよいし、目及び耳よりも上の部分であってもよいし、図1の例のように鼻及び耳から上の部分であってもよいし、さらに、首から上の頭部全体であってもよい。   The range that the bolus 1 can surround or cover may be set as appropriate. For example, it may be a part above the height of the forehead, a part above the eyes and ears, or a part above the nose and ears as in the example of FIG. Furthermore, the entire head above the neck may be used.

ボーラス1の内側面の形状(なお、外力(重力含む)が加えられていない状態での形状。特に断りがない限り、以下同様。)は、個々の患者の頭部の形状と概ね同一となるように形成されている。従って、ボーラス1は、個々の患者の頭部にフィットする。また、ボーラス1は、概ね一様な厚さとされている。別の観点では、ボーラス1の外側面の形状は、内側面と概ね相似形とされている。なお、凹凸部においての厚みが一様という場合は、例えば、内側面の各点から外側面への最短距離が一定の構成を指す。また、厚みが一様と言っても、製造の精度に起因する厚みのばらつきがあってよいことは当然である。   The shape of the inner surface of the bolus 1 (note that the shape in the state where no external force (including gravity) is applied. Unless otherwise specified, the shape is the same as the shape of the individual patient's head). It is formed as follows. Thus, the bolus 1 fits the individual patient's head. The bolus 1 has a generally uniform thickness. In another aspect, the shape of the outer surface of the bolus 1 is generally similar to the inner surface. In addition, when the thickness in an uneven | corrugated | grooved part is uniform, the shortest distance from each point of an inner surface to an outer surface is pointed out, for example. Moreover, even if the thickness is uniform, it is a matter of course that the thickness may vary due to the accuracy of manufacturing.

なお、ボーラス1の内側面又は外側面の形状は、一部に実際の患者の頭部の形状を反映していない部分があってもよい。例えば、治療の目的に応じて形状の細部が省略されてもよい。より具体的には、例えば、図1の例のボーラス1においては、耳が治療対象に含まれていない場合、ボーラス1が患者の耳を覆うことに支障が生じない限り、耳の細部の形状は省略されてよい。また、例えば、患者の呼吸用の孔などが適宜に形成されてもよい。   In addition, the shape of the inner surface or the outer surface of the bolus 1 may include a portion that does not reflect the actual shape of the patient's head. For example, the details of the shape may be omitted depending on the purpose of treatment. More specifically, for example, in the case of the bolus 1 in the example of FIG. 1, when the ear is not included in the treatment target, the shape of the detail of the ear is used unless the bolus 1 covers the patient's ear. May be omitted. Further, for example, a hole for breathing the patient may be appropriately formed.

(ボーラスの材料)
ボーラス1の材料は、適宜な材料とされてよいが、以下のような特性を有していることが好ましい。
1)人体の組織と等価な物質であること
2)皮膚への当たりの良い柔らかさがあり、密着性が良いこと
3)形態の保存性が良く、均質に作られていること
4)毒性を持たず、皮膚にあてても炎症等の障害をひきおこさないこと
5)変色、変形など経年・経時変化しないこと
6)気泡などの混入がないこと
7)可撓性に優れ、弾力性があること
8)透明性(可視光線に対する透過性)があること
(Bolus material)
The material of the bolus 1 may be an appropriate material, but preferably has the following characteristics.
1) A substance equivalent to human tissue 2) Good softness to skin and good adhesion 3) Good form preservation and uniform production 4) Toxicity Do not hold and do not cause damage such as inflammation even if it touches the skin 5) Does not change over time, such as discoloration or deformation 6) Does not contain bubbles 7) Excellent flexibility and elasticity 8) Transparency (transmittance to visible light)

ここで、人体の組織と等価とは、放射線(例えばX線)の吸収及び/又は散乱に関して人体組織と同じような特性を持つことを指す。別の観点では、人体の組織と等価とは、CT(Computed Tomography)値が人体における値(水における値を代替させてもよい)と同一又は近いことを指す。CT値が近いとは、例えば、人体(水)におけるCT値との差が、80以下、好ましくは30以下、より好ましくは5以下の状態を指す。   Here, “equivalent to human tissue” refers to having characteristics similar to those of human tissue with respect to absorption and / or scattering of radiation (for example, X-rays). In another aspect, the equivalent to a human tissue indicates that a CT (Computed Tomography) value is the same as or close to a value in a human body (a value in water may be substituted). A CT value close is, for example, a state where the difference from the CT value in the human body (water) is 80 or less, preferably 30 or less, more preferably 5 or less.

上記のような特性(とりわけ(1)の人体との等価性)を実現しやすいボーラス1の材料としては、例えば、狭義の合成樹脂(プラスチック)、合成ゴム、シリコン又はゼラチンが挙げられる。また、耐腐食性、柔軟性及び密着性等を考慮すると、ボーラス1の材料としては、主剤と硬化剤とを反応させて形成され、その性質(例えば硬度)が配合比によって決定される2液性の樹脂が好ましい。2液性の樹脂としては、プリンゲル(商品名)などのポリウレタン系の樹脂が挙げられる。   Examples of the material of the bolus 1 that easily realizes the above characteristics (particularly, the equivalence with the human body of (1)) include synthetic resin (plastic), synthetic rubber, silicon, or gelatin in a narrow sense. In consideration of corrosion resistance, flexibility, adhesion, etc., the bolus 1 is formed by reacting a main agent and a curing agent, and its properties (for example, hardness) are determined by the mixing ratio. Resin is preferred. Examples of the two-component resin include polyurethane resins such as purine gel (trade name).

ポリウレタン系樹脂は、公知のように、例えば、水酸基(例えばポリオール)を有する化合物とイソシアネート基を有する化合物(例えばポリイソシアネート)との反応によって形成される。ポリウレタン系樹脂は、人肌程度に柔らかくすることが可能であり、ボーラス1のC硬度は、例えば、5以下又は略0とされてよい。また、ポリウレタン系樹脂として、可視光線に対する透過性があるものも知られている。   As is well known, the polyurethane-based resin is formed, for example, by a reaction between a compound having a hydroxyl group (for example, polyol) and a compound having an isocyanate group (for example, polyisocyanate). The polyurethane-based resin can be softened to the human skin level, and the C hardness of the bolus 1 may be, for example, 5 or less or substantially 0. Moreover, what has the transmittance | permeability with respect to visible light is also known as a polyurethane-type resin.

<ボーラスの製造方法>
(製造方法の手順の概要)
図2(a)〜図2(g)は、ボーラス1の製造方法を説明するための模式図である。図の間に矢印を付して示しているように、製造方法は、図2(a)から図2(g)へ順に進行する。
<Bolus manufacturing method>
(Outline of manufacturing method procedure)
FIG. 2A to FIG. 2G are schematic views for explaining a method for manufacturing the bolus 1. As indicated by arrows between the drawings, the manufacturing method proceeds from FIG. 2A to FIG. 2G in order.

まず、図2(a)に示すように、CT装置13によって患者11のCTスキャンを行い、患者11の頭部についての3次元断層画像のデータ(以下、「CT画像データ」という。)を生成する。   First, as shown in FIG. 2A, a CT scan of the patient 11 is performed by the CT apparatus 13, and three-dimensional tomographic image data (hereinafter referred to as “CT image data”) about the head of the patient 11 is generated. To do.

次に、図2(b)に示すように、CT画像データ15に基づいてボーラス1のマスターモデルの3次元座標データ(座標データ17)を生成する。なお、同図では、CT画像データ15が情報として保持している患者11の頭部の形状、及び座標データ17が情報として保持しているマスターモデルの形状を模式的に図示している。   Next, as shown in FIG. 2B, three-dimensional coordinate data (coordinate data 17) of the master model of the bolus 1 is generated based on the CT image data 15. In the figure, the shape of the head of the patient 11 held as information in the CT image data 15 and the shape of the master model held as information in the coordinate data 17 are schematically shown.

次に、図2(c)に示すように、座標データ17に基づいて、3Dプリンタによってマスターモデル19を作成する。   Next, as shown in FIG. 2C, a master model 19 is created by a 3D printer based on the coordinate data 17.

次に、図2(d)に示すように、マスターモデル19の周囲に未硬化の型用材料21を配置する。   Next, as shown in FIG. 2D, an uncured mold material 21 is disposed around the master model 19.

次に、図2(e)に示すように、型用材料21が硬化して形成された型23を第1型23a及び第2型23bに分割し、マスターモデル19を取り出す。これにより、マスターモデル19と同一形状のキャビティ25が形成される。   Next, as shown in FIG. 2E, the mold 23 formed by curing the mold material 21 is divided into a first mold 23a and a second mold 23b, and the master model 19 is taken out. Thereby, the cavity 25 having the same shape as the master model 19 is formed.

次に、図2(f)に示すように、型23のキャビティ25にボーラス用材料27を配置する。   Next, as shown in FIG. 2 (f), a bolus material 27 is placed in the cavity 25 of the mold 23.

そして、図2(g)に示すように、ボーラス用材料27が硬化して形成されたボーラス1が、型開きされた型23から取り出される。   Then, as shown in FIG. 2G, the bolus 1 formed by curing the bolus material 27 is taken out from the mold 23 that has been opened.

以下、上記の各手順について詳述する。   Hereafter, each said procedure is explained in full detail.

(CTスキャン(図2(a))
CTスキャンでは、線源から放射され、患者を透過した放射線(例えばX線)の線量が検出器によって検出される。これにより、投影データ(生データ)が生成される。また、線源及び検出器を患者の体軸回りに回転させて複数の投影データを得る。そして、複数の投影データに基づいて画像再構成が行われ、断層画像が得られる。また、線源及び検出器を患者に対して体軸方向においても移動させることにより3次元的に断層画像が得られる。
(CT scan (FIG. 2A))
In a CT scan, the dose of radiation (eg, X-rays) emitted from a source and transmitted through a patient is detected by a detector. Thereby, projection data (raw data) is generated. Further, a plurality of projection data is obtained by rotating the radiation source and the detector around the patient's body axis. Then, image reconstruction is performed based on a plurality of projection data, and a tomographic image is obtained. Further, a tomographic image can be obtained three-dimensionally by moving the radiation source and the detector in the body axis direction with respect to the patient.

CT装置13は、公知の適宜なものが利用されてよい。検出器は多列であることが好ましいが、単列であってもよい。スキャン方式は、ノンヘリカルスキャン(コンベンショナルスキャン、アキシャルスキャンと言われることもある)であってもよいし、ヘリカルスキャンであってもよい。ピッチ等の精度に影響を及ぼすパラメータは適宜に設定されてよい。造影剤が用いられてもよいし、用いられなくてもよい。   As the CT apparatus 13, a known appropriate apparatus may be used. The detectors are preferably multi-row, but may be single-row. The scan method may be a non-helical scan (sometimes referred to as a conventional scan or an axial scan) or a helical scan. Parameters that affect the accuracy, such as pitch, may be set as appropriate. A contrast agent may or may not be used.

CT画像データ15は、上記の再構成後の3次元断層画像の情報を含むデータである。CT画像データ15は、例えば、座標を特定可能な情報と、各座標におけるCT値を特定可能な情報とを含んでいる。その形式は、DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)等の規格に準拠していることが好ましいが、準拠していなくてもよい。座標の情報は、実際の距離の単位で座標を特定可能なものを含んでいる。例えば、CT画像データ15は、検出器及び撮像のピッチを単位とする位置情報と、この位置情報を実際の長さの座標に変換するための縮尺等の情報とを含んでいる。   The CT image data 15 is data including information on the three-dimensional tomographic image after the above reconstruction. The CT image data 15 includes, for example, information that can specify a coordinate and information that can specify a CT value at each coordinate. The format preferably conforms to a standard such as DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine), but may not conform. The coordinate information includes information that can specify coordinates in units of actual distance. For example, the CT image data 15 includes position information in units of detector and imaging pitch, and information such as a scale for converting the position information into actual length coordinates.

CTスキャンは、例えば、ボーラス1の作成のためだけに行われる必要はない。例えば、放射線治療を行う場合、現在は、CTスキャンによって患者のCT画像データを取得し、そのCT画像データに基づく画像を見て治療計画を立てることが行われている。従って、このような治療計画のために取得されたCT画像データがボーラス1の作成に利用されてよい。もちろん、ボーラス1の作成のためだけにCTスキャンが行われてもよい。   The CT scan does not need to be performed only for creating the bolus 1, for example. For example, when performing radiotherapy, currently, CT image data of a patient is acquired by CT scan, and a treatment plan is made by looking at an image based on the CT image data. Therefore, CT image data acquired for such a treatment plan may be used to create the bolus 1. Of course, the CT scan may be performed only for creating the bolus 1.

(座標データの作成(図2(b)))
CT画像データ15に基づく座標データ17の作成は、その一部又は全部がCT装置13において行われてもよいし、その一部又は全部がCT装置13からデータを取得したコンピュータにおいて行われてもよい。以下では、便宜上、この座標データ17の作成を行う機器をデータ編集機器という。
(Creation of coordinate data (FIG. 2B))
The creation of the coordinate data 17 based on the CT image data 15 may be partly or entirely performed by the CT apparatus 13, or part or all of the coordinate data 17 may be performed by a computer that has acquired data from the CT apparatus 13. Good. Hereinafter, for convenience, a device that creates the coordinate data 17 is referred to as a data editing device.

座標データ17の作成においては、CT画像データ15から患者の体表面の座標の抽出が行われる。例えば、データ編集機器は、再構成された、体軸に直交する各断層の画像に対してエッジ検出処理を行って、各断層における体表面の座標を特定する。そして、データ編集機器は、この座標の特定を体軸方向の複数の断層について行うことによって、体表面について3次元の座標を特定する。   In creating the coordinate data 17, the coordinates of the patient's body surface are extracted from the CT image data 15. For example, the data editing device performs edge detection processing on the reconstructed image of each tomogram orthogonal to the body axis, and specifies the coordinates of the body surface in each tomography. Then, the data editing device specifies three-dimensional coordinates for the body surface by performing the specification of the coordinates for a plurality of slices in the body axis direction.

データ編集機器は、上記の体表面の座標を、座標データ17における、ボーラス1(別の観点ではマスターモデル19)の内側面の座標とする。データ編集機器は、この座標を一定の距離で外側へずらした座標を計算する。そして、データ編集機器は、このずらされた座標を、座標データ17における、ボーラス1の外側面の座標とする。このようにして、患者11の頭部にフィットする一様な厚みのボーラス1の座標データ17が作成される。   The data editing device uses the coordinates of the body surface as the coordinates of the inner surface of the bolus 1 (master model 19 in another viewpoint) in the coordinate data 17. The data editing device calculates coordinates obtained by shifting the coordinates outward by a certain distance. Then, the data editing device uses the shifted coordinates as the coordinates of the outer surface of the bolus 1 in the coordinate data 17. In this way, coordinate data 17 of the bolus 1 having a uniform thickness that fits the head of the patient 11 is created.

なお、マスターモデル19の厚みは、例えば、ユーザ(医師等。以下同じ。)がデータ編集機器に対してその数値を入力することによって設定する。外側面の座標の計算においては、ボーラス1の厚みが概ね一様になるように、適宜なアルゴリズムが用いられてよい。内側面の個々の座標に対してずらす方向及び/又はずらす量が別個に設定されてもよいし、内側面のある程度まとまった数の座標に対して外側へずらす方向及び/又はずらす量が共通に設定されてもよい。治療に影響しない細部等については、ユーザのデータ編集機器に対する操作等によって座標の修正が行われてもよい。   Note that the thickness of the master model 19 is set by, for example, a user (physician or the like; the same applies hereinafter) inputting the numerical value to the data editing device. In calculating the coordinates of the outer surface, an appropriate algorithm may be used so that the thickness of the bolus 1 is substantially uniform. The direction and / or amount to be shifted with respect to the individual coordinates of the inner surface may be set separately, or the direction and / or the amount to be shifted outward with respect to a certain number of coordinates on the inner surface are common. It may be set. For details and the like that do not affect the treatment, the coordinates may be corrected by an operation on the data editing device by the user.

また、データ編集機器は、座標データ17の作成に際して、ボーラス1によって覆う対象部位の抽出を行う。この抽出は、例えば、ユーザがデータ編集機器に対して抽出範囲と非抽出範囲との境界の断層画像又は座標を指定することによって行われる。なお、指定のためのグラフィックユーザーインターフェース等は適宜に構築されてよい。また、対象部位の抽出は、CT画像データ15に基づいて行われてもよいし、CT画像データ15から抽出された体表面の座標に基づいて行われてもよい。   In addition, the data editing device extracts a target portion covered by the bolus 1 when the coordinate data 17 is created. This extraction is performed, for example, when the user designates a tomographic image or coordinates of the boundary between the extraction range and the non-extraction range to the data editing device. It should be noted that a graphic user interface for designating may be appropriately constructed. Further, the extraction of the target part may be performed based on the CT image data 15, or may be performed based on the body surface coordinates extracted from the CT image data 15.

また、データ編集機器は、ボーラス1が前側パーツ3及び後側パーツ5を有していることに対応して、ボーラス1(マスターモデル19)を分割したものの座標データをそれぞれ作成する。その後、マスターモデル19の作成(図2(c))、型23の作成(図2(d)及び図2(e))、ボーラス用材料27の配置(図2(f))及びボーラス1の取り出しは、前側パーツ3と後側パーツ5とで別個に行われる。なお、図2(b)〜図2(g)では、前側パーツ3の作成のみを図示しているが、後側パーツ5の作成も同様である。   Further, the data editing device creates coordinate data of the divided bolus 1 (master model 19) corresponding to the bolus 1 having the front part 3 and the rear part 5. Thereafter, creation of the master model 19 (FIG. 2C), creation of the mold 23 (FIGS. 2D and 2E), arrangement of the bolus material 27 (FIG. 2F), and the bolus 1 The removal is performed separately for the front part 3 and the rear part 5. 2B to 2G, only the creation of the front part 3 is illustrated, but the creation of the rear part 5 is the same.

ボーラス1(マスターモデル19)の分割位置は、データ編集機器が自動で設定してもよいし、ユーザがデータ編集機器に対して所定の操作を行うことによって設定されてもよい。なお、指定のためのグラフィックユーザーインターフェース等は適宜に構築されてよい。   The division position of the bolus 1 (master model 19) may be set automatically by the data editing device, or may be set by the user performing a predetermined operation on the data editing device. It should be noted that a graphic user interface for designating may be appropriately constructed.

また、データ編集機器は、座標データ17の作成に際して、CT画像データ15のデータ形式から、3Dプリンタで利用可能なデータ形式への変換を行う。例えば、CT画像データ15の形式は、上述のDICOMという医療分野で広く利用されている規格に準拠している。座標データ17の形式は、例えば、STL(Standard Triangulated Language)形式という、3Dプリンタなどの3次元造形の分野で広く利用されているものである。このデータ形式の変換は、容易に行われる。   Further, the data editing device converts the data format of the CT image data 15 into a data format usable by the 3D printer when the coordinate data 17 is created. For example, the format of the CT image data 15 conforms to the above-mentioned standard widely used in the medical field called DICOM. The format of the coordinate data 17 is widely used in the field of 3D modeling such as a 3D printer, for example, an STL (Standard Triangulated Language) format. This data format conversion is easily performed.

(マスターモデルの作成(図2(c)))
マスターモデル19を形成する3Dプリンタは、市販されているものでよい。3Dプリンタは、例えば、最終的に形成するものの断面形状を積層的に形成していくことにより3次元形状の造形を行う。その方式は、未硬化の光硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化した層を積層させていく光造形方式であってもよいし、熱で融解した樹脂を積み重ねていく熱溶解積層方式であってもよいし、粉末の樹脂に接着剤を吹きつけていく粉末固着方式であってもよいし、未硬化の光硬化性樹脂を噴射しつつ紫外線を照射するインクジェット方式であってもよい。層の厚さ等の精度に影響を及ぼすパラメータは適宜に設定されてよい。マスターモデル19に対する積層方向は適宜に設定されてよい。
(Create master model (Fig. 2 (c)))
The 3D printer that forms the master model 19 may be a commercially available one. For example, the 3D printer forms a three-dimensional shape by forming a cross-sectional shape of what is finally formed in a stacked manner. The method may be an optical modeling method in which an uncured photocurable resin is laminated with a layer cured by irradiating ultraviolet rays, or a heat-melting lamination method in which heat-melted resins are stacked. Alternatively, it may be a powder fixing method in which an adhesive is sprayed onto a powder resin, or an ink jet method in which ultraviolet rays are irradiated while injecting an uncured photocurable resin. Parameters that affect the accuracy, such as layer thickness, may be set as appropriate. The stacking direction with respect to the master model 19 may be set as appropriate.

マスターモデル19の材料は、3Dプリンタで一般的に利用されている材料、及び/又は3Dプリンタによる造形に適した材料とされてよい。また、マスターモデル19の周囲に型用材料21を配置して型23を形成することから、ある程度の剛性を有していることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ABS(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン)樹脂が挙げられる。   The material of the master model 19 may be a material generally used in a 3D printer and / or a material suitable for modeling by a 3D printer. Further, since the mold material 21 is disposed around the master model 19 to form the mold 23, it is preferable that the mold has a certain degree of rigidity. Examples of such a resin include ABS (acrylonitrile, butadiene, styrene) resin.

(型用材料の配置(図2(d)))
型用材料21をマスターモデル19の周囲に配置する前においては、マスターモデル19の表面に適宜な離型用のコーティングが施されてもよい。これにより、後にマスターモデル19を型23から取り出す際に(図2(e))、マスターモデル19と型23とが好適に離れる。
(Disposition of mold material (FIG. 2 (d)))
Before disposing the mold material 21 around the master model 19, an appropriate release coating may be applied to the surface of the master model 19. Thus, when the master model 19 is later taken out from the mold 23 (FIG. 2E), the master model 19 and the mold 23 are preferably separated from each other.

未硬化の型用材料21をマスターモデル19の周囲に配置する方法は、適宜な方法とされてよい。例えば、熱溶解積層方式、粉末固着方式又はインクジェット方式の3Dプリンタによってマスターモデル19の周囲に型用材料21を配置してもよいし、箱状の型枠内にマスターモデル19を配置するとともに、型枠内に未硬化の型用材料21を注いでもよい。   The method of disposing the uncured mold material 21 around the master model 19 may be an appropriate method. For example, the mold material 21 may be arranged around the master model 19 by a hot melt lamination method, a powder fixing method or an ink jet method 3D printer, and the master model 19 is arranged in a box-shaped mold, An uncured mold material 21 may be poured into the mold.

なお、型用材料21の配置に3Dプリンタを用いる場合は、当該3Dプリンタは、マスターモデル19を作成する3Dプリンタと兼用されてもよい。型枠内に未硬化の型用材料21を注ぐ場合においては、適宜に脱泡が行われてもよい。例えば、上方が開放された型枠であれば、未硬化の型用材料を注ぐ際、及び/又は注いだ後に、真空槽に型枠を配置してもよい。また、例えば、キャビティが密閉される型枠であれば、キャビティを真空にしてから型用材料21を注入してよい。   When a 3D printer is used for arranging the mold material 21, the 3D printer may also be used as a 3D printer that creates the master model 19. When the uncured mold material 21 is poured into the mold, defoaming may be performed as appropriate. For example, if the mold is open at the top, the mold may be placed in the vacuum chamber when and / or after pouring uncured mold material. Further, for example, if the mold has a sealed cavity, the mold material 21 may be injected after the cavity is evacuated.

型用材料21は、適宜な材料とされてよい。ただし、型用材料21は、硬化後に型23として機能するように、硬化後の剛性がある程度確保されることが好ましい。その一方で、型用材料21は、型23の分割を容易に行えるものであることが好ましい。例えば、型用材料21は、シリコン樹脂である。   The mold material 21 may be an appropriate material. However, the mold material 21 preferably has a certain degree of rigidity after curing so that it functions as the mold 23 after curing. On the other hand, it is preferable that the mold material 21 can easily divide the mold 23. For example, the mold material 21 is a silicon resin.

(型の分割(図2(e)))
型23の分割は、例えば、ナイフなどの刃物を用いた切断によって行われる。なお、切断は、切断に際して型23の体積が減じられない、または減じられにくい方法であることが好ましい。
(Division of mold (FIG. 2 (e)))
The division of the mold 23 is performed, for example, by cutting using a blade such as a knife. The cutting is preferably a method in which the volume of the mold 23 is not reduced or difficult to reduce during cutting.

分割位置は、適宜に設定されてよい。また、一平面によって分割するのではなく、型開き方向の位置が互いに異なる複数面によって分割されてもよい。図示の例では、第1型23a及び第2型23bの双方に凹部が形成されているが、一方は分割面に対して凹部のみが形成された雌型とされ、他方は分割面に対して凸部のみが形成された雄型とされてもよい。   The division position may be set as appropriate. Moreover, it is not divided by one plane, but may be divided by a plurality of surfaces whose positions in the mold opening direction are different from each other. In the illustrated example, both the first mold 23a and the second mold 23b are formed with recesses, but one is a female mold in which only a recess is formed on the split surface, and the other is on the split surface. You may be made into the male type | mold in which only the convex part was formed.

(ボーラス用材料の注入(図2(f))
ボーラス用材料27は、既述のように、好ましくは、ポリウレタン系樹脂のように主剤と硬化剤との混合比で硬度が変化する2液性の樹脂である。このような2液性の樹脂であれば、ボーラスによって覆われる部位等に応じて、ボーラスの硬度を適切なものとすることができる。本実施形態では、頭部に適した硬度の混合比となるように、主剤及び硬化剤を計量して両者を混合する。
(Bolus material injection (Fig. 2 (f))
As described above, the bolus material 27 is preferably a two-component resin whose hardness varies depending on the mixing ratio of the main agent and the curing agent, such as a polyurethane resin. With such a two-component resin, the hardness of the bolus can be made appropriate depending on the part covered by the bolus. In the present embodiment, the main agent and the curing agent are weighed and mixed so as to obtain a hardness mixing ratio suitable for the head.

混合前、混合中及び/又は混合後、真空装置によってボーラス用材料27の脱泡を行うことが好ましい。ボーラス1の内部に気泡が含まれていると、放射線の散乱特性等が意図したものから変わってしまうことからである。具体的には、例えば、混合後のボーラス用材料27が収容された容器を真空槽に配置し、その真空槽を真空ポンプによって排気する。   It is preferable to defoam the bolus material 27 with a vacuum device before, during and / or after mixing. This is because if bubbles are included in the bolus 1, the radiation scattering characteristics and the like change from the intended ones. Specifically, for example, a container containing the mixed bolus material 27 is placed in a vacuum chamber, and the vacuum chamber is evacuated by a vacuum pump.

ボーラス用材料27のキャビティ25への注入は、例えば、キャビティ25と型23の外部とを連通する通路(スプールなど)を切削などにより型23に形成しておき、型閉じされた状態で前記の通路を介してなされてよい。また、型23が雄型及び雌型からなるように型23を分割した場合においては、型開きされて分割面が上方へ向けられた雌型にボーラス用材料27を注ぎ、その後、雄型を雌型に被せてもよい。   The bolus material 27 is injected into the cavity 25 by, for example, forming a passage (spool or the like) communicating the cavity 25 and the outside of the mold 23 in the mold 23 by cutting or the like, and then closing the mold in a closed state. It may be done through a passage. When the mold 23 is divided so that the mold 23 is composed of a male mold and a female mold, the bolus material 27 is poured into the female mold that is opened and the dividing surface is directed upward, and then the male mold is formed. You may put on a female mold.

また、ボーラス用材料27のキャビティ25への注入は、静かに行われることが好ましい。ボーラス用材料27が気体(例えば空気)を巻き込まないようにするためである。なお、キャビティ25を真空引きしてからボーラス用材料27を注入してもよい。   Moreover, it is preferable that the injection of the bolus material 27 into the cavity 25 is performed gently. This is to prevent the bolus material 27 from entraining gas (for example, air). Alternatively, the bolus material 27 may be injected after the cavity 25 is evacuated.

(ボーラスの取り出し(図2(g))
ボーラス1の取り出しは、ボーラス用材料27が十分に硬化したときに行われる。十分に硬化したか否かは、例えば、ボーラス用材料27をキャビティ25に注入してから所定の時間が経過したか否かによって判断してよい。
(Removal of bolus (Fig. 2 (g))
The bolus 1 is taken out when the bolus material 27 is sufficiently cured. Whether or not it has been sufficiently cured may be determined, for example, based on whether or not a predetermined time has elapsed since the bolus material 27 was injected into the cavity 25.

取りだしたボーラス1は、不要部分がカットされる。例えば、上述のようにボーラス用材料27の注入用の通路を型23に形成した場合においては、当該通路内で硬化した部分をカットする。また、ボーラス用材料27が第1型23a及び第2型23bの隙間に侵入して形成されたバリがある場合、当該バリをカットする。なお、逆に、ボーラス1に厚みが不足する部分(ヒケ)が認められる場合においては、当該部分に未硬化のボーラス用材料27を必要量塗布し、硬化させてもよい。   The removed bolus 1 has an unnecessary portion cut. For example, when the passage for injecting the bolus material 27 is formed in the mold 23 as described above, the hardened portion in the passage is cut. If there is a burr formed by the bolus material 27 entering the gap between the first mold 23a and the second mold 23b, the burr is cut. On the contrary, when a portion (sink) having insufficient thickness is observed in the bolus 1, a necessary amount of uncured bolus material 27 may be applied to the portion and cured.

<ボーラスの使用手順の一例>
上記のようなボーラス1の使用手順は、例えば、以下のとおりである。
<Example of procedure for using bolus>
The procedure for using the bolus 1 as described above is, for example, as follows.

まず、後側パーツ5を凹面が上方になるように治療用のベッドに載置する。次に、患者が後側パーツ5の上に頭を載せつつベッドに仰向けに横たわる。次に、患者の顔の上に前側パーツ3を被せる。次に、前側パーツ3と後側パーツ5とのつなぎ目に接着シールを貼って両者を固定し、ひいては、ボーラス1を患者の頭に固定する。この状態で放射線を、ボーラス1を介して患者の頭部に照射して治療を行う。   First, the rear part 5 is placed on the therapeutic bed so that the concave surface is upward. Next, the patient lies on his back on the bed with his head on the rear part 5. Next, the front part 3 is put on the patient's face. Next, an adhesive seal is affixed to the joint between the front part 3 and the rear part 5 to fix both, and as a result, the bolus 1 is fixed to the patient's head. In this state, radiation is applied to the patient's head through the bolus 1 to perform treatment.

治療用の放射線は、例えば、X線、ガンマ線、電子線、陽子線又は重粒子線である。波長及び線量等は適宜に設定されてよい。なお、治療用の放射線は、ボーラス1の製造に利用された図2(a)のCTスキャンで利用された放射線(一般にはX線)と同一種類の放射線でなくてもよい。両者の種類が同一である場合において、両者の波長及び線量等は互いに同一である必要はない。   The therapeutic radiation is, for example, X-rays, gamma rays, electron beams, proton beams or heavy particle beams. A wavelength, a dose, etc. may be set suitably. The therapeutic radiation does not have to be the same type of radiation (generally X-rays) used in the CT scan of FIG. When both types are the same, the wavelength, dose, etc. of both need not be the same.

以上のとおり、本実施形態に係るボーラス1の製造方法は、頭部のうち少なくとも頭頂側部分を囲む頭部用ボーラスの製造方法であって、頭頂側部分のCTスキャンを行って3次元断層画像のCT画像データ15を取得するステップ(図2(a))と、CT画像データ15に基づいて、頭頂側部分の表面形状を内側面の形状とする一様厚さのボーラス1の、3次元の座標データ17を生成するステップ(図2(b))と、座標データ17に基づいて、3Dプリンタによってボーラス1のマスターモデル19を形成するステップ(図2(c))と、マスターモデル19の周囲に未硬化の型用材料21を配置するステップ(図2(d))と、型用材料21が硬化して形成された型23を分割して型23からマスターモデル19を取り出すステップ(図2(e))と、型23内に未硬化のボーラス用材料27を配置するステップ(図2(f))と、ボーラス用材料27が硬化して形成されたボーラス1を型23内から取り出すステップ(図2(g))と、を有している。   As described above, the bolus 1 manufacturing method according to the present embodiment is a head bolus manufacturing method that surrounds at least the parietal portion of the head, and performs a CT scan of the parietal portion to perform a three-dimensional tomographic image. 3D of the bolus 1 having a uniform thickness in which the surface shape of the parietal part is the shape of the inner surface based on the step of obtaining the CT image data 15 (FIG. 2A) and the CT image data 15 Generating the coordinate data 17 (FIG. 2B), forming the master model 19 of the bolus 1 with a 3D printer based on the coordinate data 17 (FIG. 2C), Disposing the uncured mold material 21 around the periphery (FIG. 2D) and dividing the mold 23 formed by curing the mold material 21 and taking out the master model 19 from the mold 23 2 (e)), a step (FIG. 2 (f)) of placing an uncured bolus material 27 in the mold 23, and a bolus 1 formed by curing the bolus material 27 from the mold 23. And a step of taking out (FIG. 2G).

従って、例えば、個々の患者の頭部の実測に基づいてボーラス1が形成されることになり、個々の患者の頭部にフィットするボーラス1が実現される。そして、ボーラス1が頭部にフィットすることによって、頭部とボーラス1との隙間に起因してビルドアップ点BPが患部103からずれてしまうおそれを低減できる。また、例えば、ボーラス1の製造に資するCT画像データ15として、診断用に取得したものを利用できるから効率的である。また、例えば、CT画像データ15から得られる体表面の座標をそのままボーラス1(マスターモデル19)の内側面の座標とし、その座標を外側へずらした座標を外側面の座標とすればよいから設計が容易である。また、例えば、3Dプリンタを用いることから簡便且つ安価である。   Therefore, for example, the bolus 1 is formed based on the actual measurement of the head of each individual patient, and the bolus 1 that fits the head of each individual patient is realized. Then, by fitting the bolus 1 to the head, it is possible to reduce the possibility that the build-up point BP is displaced from the affected part 103 due to the gap between the head and the bolus 1. Further, for example, the CT image data 15 that contributes to the manufacture of the bolus 1 can be efficiently obtained because it can be obtained for diagnosis. Also, for example, the body surface coordinates obtained from the CT image data 15 can be used as the coordinates of the inner surface of the bolus 1 (master model 19) as they are, and the coordinates obtained by shifting the coordinates to the outside can be used as the coordinates of the outer surface. Is easy. For example, since a 3D printer is used, it is simple and inexpensive.

ここで、3Dプリンタによってボーラス1自体を形成することも考えられる。しかし、既に述べたように、ボーラス1の材料は、放射線の吸収特性、柔らかさ、毒性などの種々の条件を満たす必要がある。一方で、現時点では、このようなボーラスに適した材料を用いて3次元形状を実現できる3Dプリンタは市販されていない。そこで、3Dプリンタによってボーラス1のマスターモデル19を形成し、このマスターモデル19を用いて型23を形成し、型23を用いてボーラス1を形成することによって、ボーラス1の材料として、好適なものを選択可能になる。逆の観点では、3Dプリンタの利用においてはその造形に適した材料を用いることができる。   Here, it is conceivable to form the bolus 1 itself with a 3D printer. However, as described above, the material of the bolus 1 needs to satisfy various conditions such as radiation absorption characteristics, softness, and toxicity. On the other hand, at the present time, there is no commercially available 3D printer capable of realizing a three-dimensional shape using a material suitable for such a bolus. Therefore, a master model 19 of the bolus 1 is formed by a 3D printer, a mold 23 is formed by using the master model 19, and the bolus 1 is formed by using the mold 23. Can be selected. From the opposite viewpoint, in the use of a 3D printer, a material suitable for modeling can be used.

また、本実施形態では、3Dプリンタ用の座標データ17を生成するステップ(図2(b))では、ボーラス1を前頭部側と後頭部側とに分割したデータを生成する。マスターモデル19を形成するステップ(図2(c))、型用材料21を配置するステップ(図2(d))、マスターモデル19を取り出すステップ(図2(e))、ボーラス用材料27を配置するステップ(図2(f))、及びボーラス1を型23内から取り出すステップ(図2(g))は、前頭部側の部分(前側パーツ3)と後頭部側の部分(後側パーツ5)とで別個に行われる。   In the present embodiment, in the step of generating the coordinate data 17 for the 3D printer (FIG. 2B), data obtained by dividing the bolus 1 into the frontal and occipital sides is generated. The step of forming the master model 19 (FIG. 2C), the step of arranging the mold material 21 (FIG. 2D), the step of taking out the master model 19 (FIG. 2E), and the bolus material 27 The step of placing (FIG. 2 (f)) and the step of taking out the bolus 1 from the mold 23 (FIG. 2 (g)) include a frontal part (front part 3) and a occipital part (rear part). 5) and separately.

従って、例えば、ボーラス1は、ボーラス1全体を一体的に形成した場合に比較して、頭部に対する着脱が容易である。特に、ボーラス1が耳及び鼻などを含む広い範囲を覆う場合においては、耳及び鼻が着脱に際してボーラス1に係合することを避けやすくなり、有効である。ボーラス1が可撓性及び/又は弾性を有している場合、耳及び鼻を含む広い範囲を覆うボーラス1全体が一体的に形成されていても、ボーラス1を頭部に着脱することはできる。しかし、一般に頭部に腫瘍ができている患者の皮膚は非常に弱くなっており、皮膚に刺激(圧力)が加えられることは避けることが好ましい。そして、ボーラス1が分割されて着脱が容易になっていることによって、そのような刺激を避けることができる。また、製造過程においては、一体的に形成したボーラス1を切断して分割する(この場合も本願発明に含まれる)のではなく、当初から分割した状態で座標データ17を生成し、製造過程を進めていくことから、型23においていわゆるアンダーカットが生じにくい。   Therefore, for example, the bolus 1 can be easily attached to and detached from the head as compared with a case where the entire bolus 1 is integrally formed. In particular, when the bolus 1 covers a wide range including the ears and nose, it is easy to avoid the ears and nose from engaging with the bolus 1 during attachment and removal, which is effective. When the bolus 1 is flexible and / or elastic, the bolus 1 can be attached to and detached from the head even if the entire bolus 1 covering a wide area including the ears and nose is integrally formed. . However, in general, the skin of a patient having a tumor on the head is very weak, and it is preferable to avoid applying irritation (pressure) to the skin. And since the bolus 1 is divided | segmented and attachment / detachment is easy, such a irritation | stimulation can be avoided. In the manufacturing process, instead of cutting and dividing the integrally formed bolus 1 (this case is also included in the present invention), the coordinate data 17 is generated in a state of being divided from the beginning, and the manufacturing process is performed. Since the process proceeds, so-called undercut is unlikely to occur in the mold 23.

また、本実施形態では、ボーラス用材料27として、可視光線に対する透過性を有している材料を用いる。   In the present embodiment, a material having transparency to visible light is used as the bolus material 27.

従って、例えば、医師は、ボーラス1の外表面の形状から放射線を照射すべき体表面の範囲を推測するのではなく、直接的に放射線を照射すべき体表面の範囲を把握できる。その結果、例えば、治療の精度が向上する。また、例えば、体表面とボーラス1との隙間の有無を確認でき、隙間によってビルドアップ点BPがずれるおそれを低減できる。また、例えば、上述のように、頭部の皮膚に刺激(圧力)が加えられることは避けることが好ましいところ、比較的大きな圧力が加えられていないか否かを確認することもできる。   Therefore, for example, the doctor can grasp the range of the body surface to which the radiation should be directly applied, instead of estimating the range of the body surface to which the radiation should be irradiated from the shape of the outer surface of the bolus 1. As a result, for example, the accuracy of treatment is improved. Moreover, for example, the presence or absence of a gap between the body surface and the bolus 1 can be confirmed, and the possibility that the build-up point BP is shifted due to the gap can be reduced. In addition, for example, as described above, it is preferable to avoid applying a stimulus (pressure) to the skin of the head, but it can also be confirmed whether or not a relatively large pressure is applied.

また、本実施形態では、ボーラス用材料27として、主剤と硬化剤との配合比によって硬さを調整可能な2液性の樹脂を用いる。   In the present embodiment, as the bolus material 27, a two-component resin whose hardness can be adjusted by the mixing ratio of the main agent and the curing agent is used.

従って、例えば、ボーラス用材料27の混合比を適宜に調整することによって、ボーラスを治療の対象となる部位又は病状に適した硬度とすることができる。例えば、本実施形態では、ボーラス1は、頭部用であるが、頭部に適した硬度とすることができる。また、例えば、上述のように、頭部の皮膚に刺激が加えられることは避けることが好ましいところ、混合比の調整によって硬度を十分に低くし、皮膚への刺激を避けることができる。   Therefore, for example, by appropriately adjusting the mixing ratio of the bolus material 27, the bolus can have a hardness suitable for the site or medical condition to be treated. For example, in this embodiment, the bolus 1 is for the head, but can have a hardness suitable for the head. In addition, for example, as described above, it is preferable to avoid applying irritation to the skin of the head, but by adjusting the mixing ratio, the hardness can be made sufficiently low to avoid irritation to the skin.

また、本実施形態では、ボーラス用材料27として、ポリウレタン系樹脂を用いる。   In the present embodiment, a polyurethane resin is used as the bolus material 27.

ポリウレタン系樹脂であれば、例えば、放射線に関して人体と等価な特性を実現することができ、かつ人肌程度の十分な柔らかさ(例えばC硬度で5以下、好ましくは約0)を実現することができる。   If it is a polyurethane-based resin, for example, it is possible to realize characteristics equivalent to those of the human body with respect to radiation, and to realize sufficient softness equivalent to human skin (for example, C hardness of 5 or less, preferably about 0). it can.

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

例えば、ボーラスは、2分割されず、その全体が一体的に形成されていてもよい。例えば、頭頂側へ被せるキャップ状のものであれば、全体が一体的に形成されていても、着脱に支障は生じない。逆に、ボーラスは、2分割だけでなく、3分割以上とされてもよい。例えば、首から上の頭部全体を覆うボーラスにおいて、上方側部分と下方側部分とに2分割され、かつ、その上方側部分及び下方側部分のそれぞれが前後に2分割され、合計で4分割されてもよい。   For example, the bolus may not be divided into two and may be integrally formed as a whole. For example, if it is a cap-like thing to cover to the parietal side, even if the whole is formed integrally, it will not interfere with attachment / detachment. Conversely, the bolus may be divided not only into two parts but also into three or more parts. For example, in a bolus that covers the entire head above the neck, the upper part and the lower part are divided into two parts, and each of the upper part and the lower part is divided into two parts in the front and rear, for a total of four parts. May be.

また、例えば、ボーラスを構成する材料は、可視光線に対する透過性を有していなくてもよいし、2液性の樹脂でなくてもよいし、ポリウレタン系の樹脂でなくてもよい。   For example, the material constituting the bolus may not have transparency to visible light, may not be a two-component resin, and may not be a polyurethane-based resin.

1…ボーラス、15…CT画像データ、17…座標データ、19…マスターモデル、21…型用材料、23…型、25…ボーラス用材料。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bolus, 15 ... CT image data, 17 ... Coordinate data, 19 ... Master model, 21 ... Mold material, 23 ... Mold, 25 ... Bolus material

上記のような特性(とりわけ(1)の人体との等価性)を実現しやすいボーラス1の材料としては、例えば、狭義の合成樹脂(プラスチック)、合成ゴム、シリコン又はゼラチンが挙げられる。また、耐腐食性、柔軟性及び密着性等を考慮すると、ボーラス1の材料としては、主剤と硬化剤とを反応させて形成され、その性質(例えば硬度)が配合比によって決定される2液性の樹脂が好ましい。2液性の樹脂としては、ポリクリスタル(商品名)、プリンゲル(商品名)などのポリウレタン系の樹脂が挙げられる。

Examples of the material of the bolus 1 that easily realizes the above characteristics (particularly, the equivalence with the human body of (1)) include synthetic resin (plastic), synthetic rubber, silicon, or gelatin in a narrow sense. In consideration of corrosion resistance, flexibility, adhesion, etc., the bolus 1 is formed by reacting a main agent and a curing agent, and its properties (for example, hardness) are determined by the mixing ratio. Resin is preferred. The 2-part resins, poly crystal (trade name), polyurethane-based resins such as Puringeru (trade name).

Claims (6)

頭部のうち少なくとも頭頂側部分を囲む頭部用ボーラスの製造方法であって、
前記頭頂側部分のCTスキャンを行って3次元断層画像データを取得するステップと、
前記3次元断層画像データに基づいて、前記頭頂側部分の表面形状を内側面の形状とする一様厚さのボーラスの、3次元の座標データを生成するステップと、
前記座標データに基づいて、3Dプリンタによって前記ボーラスのマスターモデルを形成するステップと、
前記マスターモデルの周囲に未硬化の型用材料を配置するステップと、
前記型用材料が硬化して形成された型を分割して前記型から前記マスターモデルを取り出すステップと、
前記型内に未硬化のボーラス用材料を配置するステップと、
前記ボーラス用材料が硬化して形成された前記ボーラスを前記型内から取り出すステップと、
を有する頭部用ボーラスの製造方法。
A method for manufacturing a bolus for a head that surrounds at least the parietal portion of the head,
Performing a CT scan of the parietal part to obtain 3D tomographic image data;
Based on the three-dimensional tomographic image data, generating three-dimensional coordinate data of a bolus having a uniform thickness with the surface shape of the parietal portion as the shape of the inner surface;
Forming a master model of the bolus with a 3D printer based on the coordinate data;
Placing uncured mold material around the master model;
Dividing the mold formed by curing the mold material and taking out the master model from the mold;
Placing an uncured bolus material in the mold;
Removing the bolus formed by curing the bolus material from the mold;
A method of manufacturing a bolus for a head.
前記座標データを生成するステップでは、前記ボーラスを前頭部側と後頭部側とに分割したデータを生成し、
前記マスターモデルを形成するステップ、前記型用材料を配置するステップ、前記マスターモデルを取り出すステップ、前記ボーラス用材料を配置するステップ、及び前記ボーラスを前記型内から取り出すステップは、前頭部側の部分と後頭部側の部分とで別個に行われる
請求項1に記載の頭部用ボーラスの製造方法。
In the step of generating the coordinate data, generating data obtained by dividing the bolus into a frontal side and a occipital side,
The steps of forming the master model, placing the mold material, removing the master model, placing the bolus material, and removing the bolus from the mold include a frontal side The method for manufacturing a head bolus according to claim 1, wherein the method is performed separately for the portion and the portion on the back of the head.
前記ボーラス用材料として、可視光線に対する透過性を有している材料を用いる
請求項1又は2に記載の頭部用ボーラスの製造方法。
The method for manufacturing a head bolus according to claim 1, wherein a material having transparency to visible light is used as the bolus material.
前記ボーラス用材料として、主剤と硬化剤との配合比によって硬さを調整可能な2液性の樹脂を用いる
請求項1〜3のいずれか1項に記載の頭部用ボーラスの製造方法。
The method for manufacturing a bolus for a head according to any one of claims 1 to 3, wherein the bolus material is a two-component resin whose hardness can be adjusted by a mixing ratio of a main agent and a curing agent.
前記ボーラス用材料として、ポリウレタン系樹脂を用いる
請求項4に記載の頭部用ボーラスの製造方法。
The method for manufacturing a head bolus according to claim 4, wherein a polyurethane-based resin is used as the bolus material.
ポリウレタン系樹脂からなり、頭部のうち少なくとも頭頂側部分を囲む凹状の内側面と、前記内側面の形状を外側へずらした形状の外側面と、を有している頭部用ボーラス。   A head bolus made of a polyurethane resin and having a concave inner surface surrounding at least the top side portion of the head, and an outer surface formed by shifting the shape of the inner surface outward.
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