Transcript フィルム ファントム

治療用フィルムによる
線量分布測定の
基礎的検討Ⅱ
名古屋大学大学院医学系研究科
捫垣 智博 田伏勝義
背景①

治療用フィルムによる線量分布測定は、２次
元の線量分布を得ることができ、かつ電離箱
では測定が困難である急峻な線量変化を示
す線量分布測定に便利である。

しかし、放射線エネルギーと入射方向の依存
性や現像条件の影響を受けやすいという欠
点がある。
背景②
フィルムを検出器とする場合、線束中心をフィ
ルムの直上から入射させると、一次線がフィ
ルムに直接入射してしまう。
 その場合、フィルムと水等価ファントムとの密
度や実効原子番号の違いなどにより、得られ
る線量分布は水等価ファントムの線量分布で
はなくなってしまうといった考えがあるため、
フィルムで線量測定を行う場合は、線束中心
をフィルムからずらして測定が行われている。

背景③
フィルムを線束中心からずらして測定を行う
際、中心からどれだけずらすか、またそれに
よりどのような影響があるのかは明確にされ
ていない。
 フィルムを用いての線量測定の方法について
も、明確に記述されている文献が少なく、施
設毎に異なる手法により測定が行われてい
る。

目的

線束の中心をずらしたことで、フィルムによる
線量分布測定にどのような影響を与えている
かを、フィルムを用いた2種類の測定方法によ
る実測とそのジオメトリを再現したモンテカルロ
シミュレーションコードEGS5によって検証する。
実験条件①
装置：ＶＡＲＩＡＮ 21EX
 エネルギー：10 MV
 線量：80 MU
 フィルム：X-Omat V （レディパック）
 ファントム：Tough Water
 DDシステム

実験条件②
フィルムの濃度対線量の校正方法として、
フィルムを10 cm深にビーム軸と垂直に置き、
MU値を30～350と変化させて照射し、それぞ
れのMU値における10 cm深での線量[cGy]を
シャロー形電離箱により測定した。
 すべての実験で使用されたフィルムは、同時
に現像された。

実験配置①
X
Y

ファントム：フィルムの両側
30.0 cm×15.0 cm×30.0 cm

フィルム：
24.5 cm×0. 3 mm×30.5 cm

Z
フィルム
フィルムの長軸が、30 cm以上
あったため、ファントム表面より
はみ出した状態で照射した。
ファントム
30.0 cm
30.0 cm
15.0 cm
実験結果①：ＰＤＤ
100
0 mm
film
10 mm
20 mm
ion-chamber
PDD [%]
80
60
40
20
0
0
5
10
15
Depth [cm]
20
25
ＰＤＤの変動性

以下の式でPDDの変動性をみた。
PDDcomparison PDDstandard
Variability 
100(%)
PDDstandard
PDDcomparison：比較の対照となるPDD
PDDstandard ：電離箱により取得されたPDD
実験結果②：変動性
15
0 mm
10 mm
20 mm
Variability [%]
10
5
0
-5
-10
0
5
10
15
Depth [cm]
20
25
実験配置②
X
Y

ファントム：フィルムの両側
30.0 cm×15.0 cm×30.0 cm

フィルム：
24.5 cm×0. 3 mm×30.5 cm

Z
フィルム
フィルムの上縁を、ファントム表
面に正確にそろえて照射した。
ファントム
30.0 cm
30.0 cm
15.0 cm
実験結果③：ＰＤＤ
100
0 mm
10 mm
film
20 mm
ion-chamber
PDD [%]
80
60
40
20
0
0
5
10
15
Depth [cm]
20
25
実験結果④：変動性
6
0 mm
10 mm
20 mm
4
Variability [%]
2
0
-2
-4
-6
-8
0
5
10
15
Depth [cm]
20
25
考察①
フィルムにより得られた分布としては、どちら
の照射方法でも電離箱によるPDDとはあまり
良い一致を示さなかった。
 フィルムにより得られたPDD曲線において、
10 cm深で曲線に若干の折れが生じている。
 この原因としては、10 cm深でフィルムの校正
を行ったため、フィルムのエネルギー依存性
などによると考えられる。

考察②
また、フィルムにより得られたPDD曲線が電
離箱によるPDDと一致しなかった原因として、
ビーム軸に対して平行にフィルムがおかれて
いるかどうか、深部でのOCRなどの実験自体
の精度の問題があると考えられる。
 ここで、アライメントの問題を排除して考える
ため、モンテカルロシミュレーションコードであ
るEGS5を用いてシミュレーションを行った。

X
ジオメトリ①
Y
Z

ファントム：フィルムの両側
（片側） 30 cm×15 cm×30 cm

フィルム：
24.5 cm×0. 3 mm×30.5 cm

フィルム
レディパックの遮光紙などを正確
に表現することで、2つの実験配置
をそれぞれできる限り細部まで再
現した。
ファントム
30 cm
30 cm
15 cm
ジオメトリ②
Y

検出領域：フィルム
の中央部分。
2.0 mm
X
ファントム
Z
14.0 cm
0.3 mm
20 mm
25.0 cm
フィルム
14.0 cm
シミュレーション条件①

入射粒子エネルギー：10 MV X-ray

ＳＳＤ：100 cm

粒子数：１０９ 個

統計誤差：25 cm深で1%以下

カットオフエネルギー：
光子：0.01 ＭｅＶ、電子：0.521 ＭｅＶ

照射野：10 cm×10 cm
シミュレーション条件②

フィルム材質：重量比（％）*1
C：22、H：2.4、O：47、 N：9.9、
Ag：10、Br：7.7

遮光紙の材質：セルロース（C6H10O5）n

Tough Waterファントム：重量比（％）
C：0.6633、H：0.0821、O：0.2065、N：0.0221、
Cl：0.0040、Ca：0.0220
＊1：Med.
Phys.31(12) Åsa Palm et al.
結果①：ＰＤＤ
100
0 mm
10 mm
film
20 mm
ion-chamber
PDD [%]
80
60
40
20
0
0
5
10
15
Depth [cm]
20
25
結果②：ＰＤＤ
100
0 mm
10 mm
20 mm
ion-chamber
PDD [%]
80
film
60
40
20
0
0
5
10
15
Depth [cm]
20
25
考察
線束中心をずらしたとき、シミュレーションに
おけるPDDに顕著な影響は見られなかった。
 測定方法の違いとしては、フィルムの上縁を
ファントム表面と一致させて測定を行った方
がより電離箱により得られたPDDと近い曲線
となった。

まとめ



測定方法としては、フィルムの上縁とファントム表面
を一致させて測定を行うほうが良いと考えられる。
線束中心からフィルムをずらして置くことによる変動
は、実測とシミュレーションにおいても大きな変化は
無かった。そのため、実験全体の精度を考慮すると、
線束中心に一致させて測定を行う方が良いと考えら
れる。
実測において、フィルムによる線量分布が10 cm深
で折れ曲がっていたため、濃度対線量の校正方法
について、他の方法を模索する必要があると考えら
れる。
今後の課題

照射ヘッドをシミュレーションに組み込む。

より精度の高い実測を取り直す。

フィルムの校正方法の検討。

DDシステムの精度の検証。