게시 및 게시 날짜 : 2013/09/12

의료용 Linac에 대한 바카라 커뮤니티 광자 빔 표준 개발

-외부 방사선 치료의 안전성과 보안에 대한 AIMING-

포인트

  • 정확도가 높은 의료용 리낙에서 바카라 커뮤니티 광자 빔을 평가하기위한 표준 개발
  • 감도 교정없이 수분 흡수 용량을 직접 평가할 수 있습니다
  • 보다 정확한 복용량 평가가 방사선 치료의 발전에 기여하기를 바랍니다

요약

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")측정 표준 연구 부서[연구 부서 이사 Chiba Koichi] 연구원 Shimizu Morito, Quantum Radiology 및 Dean Saito Norio, 대학원은 암입니다방사선 치료의료 lineac바카라 커뮤니티 광자 빔흡수 복용량표준이 개발되었습니다

이 물 흡수 용량 표준은 의료용 Linac에서 방출되는 바카라 커뮤니티 광자 빔을 제공하며 실제로 암 치료에 사용됩니다흑연 칼로리 미터Monte Carlo Simulation를 사용하여 물 흡수 용량으로 변환하는 방법에 의해 개발되었습니다 개발 된 표준은 암으로 조사 된 바카라 커뮤니티 광자 빔의 물 흡수 용량을보다 정확하게 평가할 수있게하며, 바카라 커뮤니티 광자 빔을 사용한 방사선 요법의 신뢰성 및 안전에 기여할 것으로 예상됩니다 개발 된 표준에 대한 세부 사항은 일본 의료 물리학 협회의 106 차 학술 회의에서 발표 될 예정이며, 오사카 대학교 컨벤션 센터 (오사카 현)에서 2013 년 9 월 16 일부터 18 일까지

의료 선반 및 흑연 칼로리 사진
의료 Linac 및 흑연 칼로리 미터
흑연 칼로리 계량기를 가진 의료 리낙의 수분 흡수 고도

​​개발의 사회적 배경

최근에는 방사선을 사용한 암 치료가 일본에서 진행되고 있습니다 일본 방사선 종양학 협회 (Japan Radiation of Radiation Oncology)의 2009 년 방사선 치료 시설 (1 차 보고서)에 대한 2009 년 정기 구조 조사 보고서 (1 차 보고서)에 따르면, 일본의 의료용 Linac의 수는 1990 년 311 대에서 2009 년 816대로 증가했습니다이 기간 동안 방사선 치료를받는 새로운 환자의 수는 연간 약 60,000 명에서 180,000 명으로 증가했습니다

방사선 요법의 효과는 영향을받는 영역이 방사선과 얼마나 정확하게 조사되는지에 달려 있습니다 예를 들어, 5% 저용량 조사에 불과한 것이 암 재발률을 약 20% 증가시키는 것으로보고되었습니다 따라서, 방사선 요법 일 때, 복용량 평가는 가능한 한 정확하게 요구된다 그러나, 일본에는 의료용 리락의 바카라 커뮤니티 광자 빔에 대한 수분 흡수 용량을 직접 평가하는 표준이 없었으며 용량 평가가 사용됩니다불확실성

연구 기록

AIST는 방사선 요법 표준을 설정했습니다, CO-60감마선Air Kama표준이 개발되고 유지되었습니다 일본 의료 물리학 협회는 2002 년에 "외부 방사선 요법에서 흡수 된 용량 측정을위한 표준 방법"을 발표했으며, 의료용 Linac의 바카라 커뮤니티 광자 빔의 수로 흡수 용량을 기반으로 한 Air Kama 표준을 기반으로 평가 방법을 확립했으며, 국내 선량 평가의 정확도를 향상시키기 위해 노력해 왔습니다 이 평가 방법은 변환 계수를 사용하고 측정은 물 흡수 용량이며 표준은 공기 카르마이고 선량 평가의 불확실성은 약 5%이기 때문에 전환 계수를 사용합니다 따라서 AIST는 CO-60 감마선에 대한 표준 수로 흡수 용량을 개발하고 2010 년에 표준을 공급하기 시작했습니다 표준 공급이 시작된 후 일본 의료 물리학 협회는 "외부 방사선 요법에서 수분 흡수 용량의 표준 측정"을 발표했습니다 이 방법은 불확실성이 약 3%로 향상되었습니다

이러한 불확실성의 주된 이유는 물 흡수 용량 표준이 CO-60 Gamma 광선에 대해 설정되어 있지만 의료 환경에 실제로 사용되는 방사선은 완전히 다른 특성의 바카라 커뮤니티 광자 빔이기 때문입니다 의료 환경에서, CO-60 GAMMA 광선 및 바카라 커뮤니티 광자 광선의 특성의 차이를 수정하기 위해 2% 불확실성의 민감도 보정 계수가 사용됩니다 따라서, 바카라 커뮤니티 광자 빔을 사용하여 물 흡수 용량을 직접 평가하기 위해, 민감도 보정의 필요성이 제거되고 불확실성이 더욱 줄어들으며, AIST는 실제로 사용되는 Linacs의 고-에너지 광자 빔의 물 흡수 용량을 평가하기위한 기술을 개발하기 위해 노력하고있다

또한,이 연구 개발의 일부는 HPCI 시스템 사용 연구 프로젝트 (문제 번호 : HP120020)의 결과의 일부였으며 도쿄 대학 정보 인프라 센터의 국립 대학교 기업인 "젊은 여성 연구원 지원 프로그램"(2012)의 지원을 받았습니다

연구 컨텐츠

의료 Linac의 바카라 커뮤니티 광자 빔 표준은 흑연 칼로리 미터 및 상세한 Monte Carlo 시뮬레이션을 사용하여 소량의 불확실성을 열 흡수 용량으로 변환하는 방법에 의해 실현되었습니다

흑연 칼로리 미터의 사진과 개략도가 그림 1에 나와 있습니다 이름에서 알 수 있듯이 흑연 칼로리 미터는 흑연 요소를 흡수기로 사용하는 칼로리 미터입니다 중심은 3 개의 흑연 요소 (빨간색, 녹색 및 파란색, 그림 1의 바닥)로 구성된 트리플 구조입니다 코어 (도 1의 빨간색, 바닥)라고 불리는 중앙 부분에 흡수 된 바카라 커뮤니티 광자 빔의 에너지는 열이되어 코어의 온도가 상승합니다 이 온도 상승은 코어에 의해 흡수되는 에너지를 평가하기 위해 측정됩니다 흑연 칼로리 미터의 내부는 진공 상태로 유지되고 코어 외부의 흑연 요소의 온도는 열이 코어에서 빠져 나오지 않도록 제어됩니다

흑연 열량계 사진, 열량계의 내부 구조, 열량계의 흑연 요소의 개략도
그림 1 왼쪽 상단 : 흑연 칼로리 미터의 사진, 오른쪽 상단 : 칼로리 미터의 내부 구조, 하단 : 칼로리 미터 내부의 흑연 요소의 개략도
오른쪽 상단 이미지에서 검은 부분은 흑연 플레이트이고, 회색 부분은 정전기 차폐를위한 알루미늄 케이스이고, 연한 파란색 부분은 아크릴입니다 칼로리 미터의 중앙에있는 흑연 요소는 외부의 트리플 구조를 가지고 있습니다 : 방패 (파란색), 재킷 (녹색) 및 코어 (빨간색)

의료용 LINAC의 바카라 커뮤니티 광자 빔이 100 초 동안 흑연 칼로리 미터로 조사 될 때, 코어의 온도는 약 001도 증가합니다 (그림 2) 따라서, 바카라 커뮤니티 광자 빔으로 인한 온도 상승은 매우 작으며 정확한 온도 측정 기술이 필요합니다 이번에는 작은 직경이 작은 온도 센서를 코어에 부착하고, 온도를 측정하기 위해 작은 신호를 측정하기 위해 회로를 사용하여 출력을 측정 하였다 또한, 전류는 기준 신호로서 코어에 부착 된 히터에 적용되며, 현재 온도 상승을 비교함으로써, 흑연에 의해 흡수 된 바카라 커뮤니티 광자 빔의 에너지가 얻어진다

핵심 온도 상승의 예
그림 2 핵심 온도 상승의 예

흑연 칼로리 미터에서 얻은 값은 흑연 흡수 용량이므로 수분 흡수 용량으로 전환되어야합니다 따라서 Linac에서 바카라 커뮤니티 광자 빔을 재현하는 측정 및 몬테 카를로 시뮬레이션은 불확실성을 05%로 변환하는 데 사용되며 수분 흡수 용량을 평가합니다

이번에 표준이 개발되면서, 불확실성이 큰 민감도 보정의 필요성이 제거되었으며, 의료 환경에서의 용량 평가의 불확실성은 3%에서 2%로 감소하여 바카라 커뮤니티 광자 빔을 사용하여 방사선 요법의 안전성을 향상시킬 수 있습니다

미래 계획

개발 된 의료 LINAC의 바카라 커뮤니티 광자 빔의 표준 공급은 2013 년 11 월경에 시작됩니다 또한 2015 년국제 웨이트 및 측정 국한편, 의료 리낙에서바카라 커뮤니티 전자 빔에 대한 국가 표준 2014 년에 출시 될 준비가되어 있습니다


터미널 설명

◆ 방사선, 방사선 요법
방사선은 이온화 전자기파 또는 입자 빔입니다 예를 들어, 알파, 베타 및 감마 광선과 같은 바카라 커뮤니티가있는 입자와 빛의 흐름은 방사성 물질에서 방출됩니다 방사선은 또한 인공적으로 생성 된 X- 선, 바카라 커뮤니티 광자 및 입자를 포함합니다
방사선 요법은 방사선을 사용하여 암을 치료하는 의료 절차입니다 치료는 방사선으로 암 세포를 조사하고 손상시킴으로써 수행됩니다 의료용 리락을 사용한 바카라 커뮤니티 광자 빔 및 전자 빔, 가속기를 사용한 중형 이온 빔, 양성자 빔 및 브라키 소스를 사용한 처리를 포함한 다양한 방법이 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Medical LineAc
바카라 커뮤니티 광자 빔과 바카라 커뮤니티 전자 빔을 생성하기 위해 수백만에서 수천 V의 전압 전환으로 가속 된 전자를 사용하는 방사선 요법 장치는 암 및 기타 조건을 처리하기 위해 영향을받는 영역으로 조사합니다[참조로 돌아 가기]
AIST에서 의료 lineac의 사진
AIST에서 사용할 수있는 의료 lineacs
◆ 바카라 커뮤니티 광자 빔
의료 리낙에서 생성 된 매우 높은 에너지 X- 레이 엑스레이에 사용되는 X- 레이에 비해 에너지가 매우 높기 때문에이를 구별하기 위해 광선 광선이라고합니다 CO-60 감마선과 비교하여 투명한 광자를 함유하고 있으며 신체의 암 치료에 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 흡수 용량
방사선이 1kg의 재료로 흡수되는 에너지 (J) 장치는 회색입니다 (gy = j/kg) 물질에 흡수 된 에너지는 다르기 때문에 물질적 이름으로 표현됩니다 예를 들어, 물을 사용하는 경우, 물을 흡수 된 용량이라고하며 흑연이면 흑연 흡수 용량이라고합니다 물은 인체의 주요 성분이므로, 암 치료의 단위로서 수분 흡수 용량을 사용하여 방사선을 평가합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 흑연 칼로리 미터
흑연 흡수제에 의해 흡수 된 방사선으로 인한 온도 상승을 측정하고 흑연에 의해 흡수 된 방사선의 에너지를 측정하는 장치[참조로 돌아 가기]
◆ Monte Carlo Simulation
랜덤 숫자를 사용하여 시뮬레이션을 수행하는 방법을위한 일반적인 용어 몬테 카를로의 방사선 시뮬레이션에서, 재료로 사고 될 때 방사선이 흡수되거나 산란되는 방법은 각 방사선에 대한 물리 법칙과 확률에 따라 순차적으로 계산됩니다 다수의 방사선을 계산함으로써, 인체 및 장비에 방사선의 용량 분포를 결정할 수 있습니다 많은 양의 계산으로 인해 종종 슈퍼 컴퓨터가 수행합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 불확실성
측정의 "신뢰성"또는 "용의자"를 정량적으로 결정하기위한 척도 이는 측정 된 값의 신뢰성에 영향을 미치는 요인을 식별하고, 측정 된 값이 각 요인에 따라 다른 정도를 평가하고, 결과를 약속과 함께 함께 추가합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 감마선
핵에서 방출 된 바카라 커뮤니티 광자 바카라 커뮤니티 광자 빔과 달리 특정 에너지의 광자 만 함유하고 있으며, 이들의 투과력은 바카라 커뮤니티 광자 빔보다 약합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Air Kama
바카라 커뮤니티 광자 빔과 같은 충전없는 방사선에 의해 생성 된 2 차 입자의 운동 에너지의 합 광자는 물질에 직접 에너지를주지 않지만 먼저 전자와 같은 2 차 입자에 에너지를 제공합니다 그런 다음, 2 차 입자의 동역학 에너지는 궁극적으로 재료에 적용되며, 공기 카르마를 측정함으로써 흡수 된 공기의 용량을 추정 할 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 국제 무게 및 측정 국
Met 조약에 따라 프랑스에 설립 된 국제 기관 국제 단위 시스템에 대한 전 세계적으로 측정 및 추적 성을 통일하기 위해 노력하고 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 커뮤니티 전자 빔
의료용 리락에서 생성 된 매우 높은 에너지 전자 빔 전자 빔이기 때문에 바카라 커뮤니티 광자 빔보다 투과성이 적고 피부암과 같은 신체의 얕은 부위에서 암을 치료하는 데 사용됩니다[참조로 돌아 가기]


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