粒子線医科学センターにおけるプロトンラジオグラフィーの基礎および臨床的研究

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プロトンラジオグラフィーにとって最大の課題は被写体内の任意点から撮影系に依存する空間分解能の向上である。X線ラジオグラフィーの場合既存のグリッドによる散乱線除去で目的を達する。これに対しプロトンの場合、被写体像を構成すべきプロトンの全てが多重散乱を受け何らかの方向偏位を受け、かつこれらのプロトンエネルギーはほゞ一様である。この小角多重散乱により側才に散乱、拡がった部分が空間分解能を低下させる。すなわち160MeV 16cm飛程のプロトンは点線源として約1.4cm径内に分布し、1.4cmの空間分解能になる。これを改善するためのグリッドは平行コリメータ類似のものが要求される。このコリメータの開き角(孔径/コリメータ孔長)が1%であれば20cm厚の被写体の最小分解能(撮影系から最も遠い被写体上のものに対する分解能)は約2mmと云うことになる。現在核医学で使用されているコリメータの最小開き角は5〜7%12cm孔長で1〜1.4mm孔径)であり不十分であるが、より小さい開き角のものを作製することは現在のところ無理であろう。孔長を短くして孔径を小さくすることは開き角4点だけから云えば可能であるが孔を形成する壁厚はプロトンの透過力から0.3mm以上を求められるため単位面積当りの孔数に上限があり利用プロトン数の減少を来し現実的でなくなる。そこで技術的改良によって以下のコリメータを試作しファントム実験を施行中である。すなわち厚さ2cm、開き角3〜3.5%でありこの試作コリメータの分解能は6〜7mm(20cm被写体に対し)である。筑波大学粒子線医科学センターの500MeVプロトンは理論的にはBragg曲線を利用する利点があるが散乱線除去が最大の難事でありその理論的検討およびコリメータの試作を行った。多くの画像診断のモダリティと対比し、プロトンラジオグラフィーの長所と限界を検討した。