人間健康科学研究科

放射線科学域

眞正 浄光

最終更新日:2019/05/09

高精度放射線治療の治療計画検証システム「組織等価ファントム熱ルミネセンス線量計」の開発

がん、高精度放射線治療、放射線計測、三次元線量分布、人体軟組織等価ファントム

  • 眞正 浄光

  • Kiyomitsu Shinsho

研究概要

日本におけるがん患者の増加に伴い、外科的治療と比べて患者への侵襲性が小さい放射線治療は、今後さらに需要が急伸すると予測される。近年、腫瘍部位だけに線量を集中させる照射技術が向上する一方で、放射線治療計画に必要とされる、放射線吸収線量分布を三次元的に測定する技術は追いついていない状態であった。その必要性に応え、眞正研究室は立教大学との共同研究により新しい高精度放射線治療の治療計画検証システム「組織等価ファントム熱ルミネセンス線量計」を開発した。
現在のポリマーゲル線量計は、測定システムが高価であり、取り扱いが難しく汎用性に乏しいため、安価で精度が高い三次元線量分布を取得できる線量計が求められていた。人体はほとんど水で構成されていることから、従来は水ファントムの中に線量計を入れて測定していたが、眞正研究室では、密度と組成を制御し、水と吸収線量が三次元的に等しくなる個体ファントムを完成させた。熱を加えると放射線の吸収量に関係した量の光を発する、四ホウ酸リチウム系熱蛍光体を、人体の軟組織と等価の多孔質の板状体に作製し、数十枚重ねて全体を組織等価ファントムとした。その結果、ファントム自体が三次元熱蛍光線量計として機能し、ファントムと線量計が一つになることを可能にした。
照射後、重ねた板を1枚ずつ加熱し、得られる二次元熱蛍光像をCCDカメラで撮影して合成することにより、人体に照射された場合の三次元線量分布を、1回の照射だけで得ることができる、画期的なシステムとなった。
また、このシステムで使用する機器は、すべて日本製であることから、ほかの放射線吸収線量分布測定システムと比較して安価であり、熱蛍光体は繰り返し使用することができて、ランニングコストもかからないのが特徴である。

最近のトピックス

今後の展望

今後は、臨床の現場で使用を重ねてデータを取得し、精度をさらに高めて、測定システムを構築していく。
現在、板状の四ホウ酸リチウム系熱蛍光体を重ねてファントムとしているが、さらに発展させ、患者の体形に合わせたファントムを作製して照射し、実測のデータを取得することで、個人に合った、より正確な放射線治療計画と機器管理につなげる。
また、荷電粒子線治療における人体内の線量分布に関しても、放射線医学総合研究所の協力のもと、開発したシステムを使い、荷電粒子の三次元データを取ることに成功した。
高精度放射線治療の安全性と治療効果を高めるためにも、「三次元放射線吸収線量分布測定システム」を確立し、がん治療効果の向上に貢献したいと考えている。

80mm×80mm×2mmのTEP-TLD 80mm×80mm×2mmのTEP-TLD
4MVX線の三次元線量分布 4MVX線の三次元線量分布
4MeV電子線の三次元線量分布 4MeV電子線の三次元線量分布
産業界や自治体の課題のうちで、適用可能な例 医療分野、蛍光体材料分野

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