放射線療法における後方散乱X線を活用した完全非侵襲体内照射監視システムの開発

悪性腫瘍の放射線治療の際に治療用X線の散乱線を活用した人体内部の空隙移動を検知するシステム構築のため、散乱線をとらえるピンホール型X線カメラのピンホール部分の設計をモンテカルロ計算により実施した。10MeVの入射光子が60度方向に散乱した場合、最大約1MeVの散乱光子を生成するため、最大1MeVの光子をコリメートする能力を最低限のスペックとした。タングステン製のダブルコーン型ピンホールとした場合、10cmの厚みがあれば十分にコリメータとして機能することが確認された。そこで厚さ10cmのピンホールコリメータをタングステン合金にて試作した。また、ピンホールの設計試作と同時に、治療用X線の散乱線の挙動の実験的検証として、コバルト60からのγ線をアクリルブロックにビーム状に入射し、その90度方向散乱γ線の計数測定を行った。鉛ブロックで作成した平行コリメータでの実験結果ではあるものの、体表部の1cm角の空隙を検出器視線から垂直方向に移動した場合、散乱線の計数の減少が観察された。また、1cm角の空隙を体表部から腫瘍部へ検出器から離れる方向に移動させた場合、散乱ガンマ線計数の変化（空隙による散乱ガンマ線の増加幅が奥に移動にするにつれ徐々に減っていく）が確認された。これにより、検出器を中心とした座標において、検出器より離れる方向と、検出器と平行に移動する方向の2方向の空隙の移動を検知できることが確認された。なお、試作したコリメータ後方にIPを設置し、コバルト60γ線の散乱線イメージングを試みたものの、ポータブルIP読み出し装置の感度が不足しており（コバルト57線源により実験的に確認）、イメージの取得は不可能であった。次年度はIPによるイメージ取得を試みると共に、CdTe検出器を活用し、90度方向以外の散乱γ線やより人体深部における空隙移動検知の検討を進める。

悪性腫瘍の放射線治療の際に治療用X線の散乱線を活用した人体内部の空隙移動を検知するシステム構築のため、散乱線をとらえるピンホール型X線カメラのピンホール部分の設計をモンテカルロ計算により実施した。10MeVの入射光子が60度方向に散乱した場合、最大約1MeVの散乱光子を生成するため、最大1MeVの光子をコリメートする能力を最低限のスペックとした。タングステン製のダブルコーン型ピンホールとした場合、10cmの厚みがあれば十分にコリメータとして機能することが確認された。そこで厚さ10cmのピンホールコリメータをタングステン合金にて試作した。また、ピンホールの設計試作と同時に、治療用X線の散乱線の挙動の実験的検証として、コバルト60からのγ線をアクリルブロックにビーム状に入射し、その90度方向散乱γ線の計数測定を行った。鉛ブロックで作成した平行コリメータでの実験結果ではあるものの、体表部の1cm角の空隙を検出器視線から垂直方向に移動した場合、散乱線の計数の減少が観察された。また、1cm角の空隙を体表部から腫瘍部へ検出器から離れる方向に移動させた場合、散乱ガンマ線計数の変化（空隙による散乱ガンマ線の増加幅が奥に移動にするにつれ徐々に減っていく）が確認された。これにより、検出器を中心とした座標において、検出器より離れる方向と、検出器と平行に移動する方向の2方向の空隙の移動を検知できることが確認された。なお、試作したコリメータ後方にIPを設置し、コバルト60γ線の散乱線イメージングを試みたものの、ポータブルIP読み出し装置の感度が不足しており（コバルト57線源により実験的に確認）、イメージの取得は不可能であった。次年度はIPによるイメージ取得を試みると共に、CdTe検出器を活用し、90度方向以外の散乱γ線やより人体深部における空隙移動検知の検討を進める。