放射線治療における体内刺入型リアルタイム式マイクロ線量計の開発

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放射線治療は定位放射線治療や強度変調放射線治療(IMRT)に始まり、近年急速に進歩している分野で、照射精度の向上も著しい。にもかかわらず過剰照射、過少照射などの放射線治療事故が多発している。この直接原因は体内の照射線量をリアルタイムにモニタできないことによる。本研究の目的は体内刺入型リアルタイム式マイクロ線量計を開発し、放射線治療事故を根絶することである。使用する検出器はCdTe半導体が適しており、6MeVリニアックで照射線量に比例して20～90nAの微弱電流を瞬時発生することを確認している。通信方法にはRF-ID方式がよく、通信搬送波13.5kHzが最適で、体内20cmからの信号受信には総電力として10^<-6>W程度の電力供給が必要なことを実験および計算から得ている。現在、松木研究室と共同で、送受信コイル作製、電力・伝送システム開発を行い、体内充電池の付加電圧を5Vとするためには0.92mTの磁束密度が必要で、CdTe、電池、および発信コイルを含めた刺入デバイスを体内に刺入可能な直径2mm以下、長径15～20mm以下にすることは計算上可能であるとの実験結果を得ている。さらに、本年度はこうした半導体を用いず、人体に無害で透明な1mm径の真球近赤外線シンチレータがリニアックによる放射線で照射線量に比例して発光し、特に700～1100nmの波長領域の発光が得られれば20cm前後の人体組織を透過し、体外でモニタリングが可能であることを確認した。すでに「蛍光シンチレータを用いて体内の放射線量をリアルタイムに測定する放射線量測定システム」として特許出願しているが、現在、マイクロ引き下げ法による結晶合成方法を駆使して、目標とする波長域で発光するサンプルを網羅的に合成中である。