放射線照射によ
生
水の発光が線量を反映
ことを確認
～新
い
高精度線量イメージング機器
への応用に期待 ～
屋大学大学院医学系研究科 山本誠一教授 小森雅孝准教授 矢部 也大学院生
屋陽子線治療セン ー 歳藤利行博士 量子科学技術研究開発機構 量研 高
崎量子応用研究所 山 充孝主幹研究員 河地有木プロジ ト ー ー 共 粒
子線照射 生 水 発 照射 放射線 線量
※1
反映 こ 実証 ま
た
山本教授 こ ま 陽子線 水中 微弱 発 こ 発見 こ 高
感度 メ 撮像 こ 陽子線 水 え 線量 類似 分布 画像化 こ
報告 ま た 得 た画像 線量分布 間 少 違い あ ま た
今回 こ 違い 陽子線照射 っ 水中 生 即発 ンマ線
※2
発 起因 こ
発見 そ 成分 補正 こ 線量 一致 発 分布 得 こ 成
ま た
こ 成果 立ち 本研究 ープ 屋大学大学院医学系研究科 小山修司准
教授 大学大学院工学系研究科 渡辺賢一准教授 平田悠歩大学院生 共 い
陽子線及び X 線照射 水 発 ネ ー直線性 有 こ 確認
ま た ネ ー 異 陽子線及び X 線 水 照射 た 発 量 ネ
ー 関係 実験 確認 発 量 ネ ー 増 こ 実証 ま た
発 純物や温度 影響 ほ 受け いこ 併せ 確認 ま た
こ 放射線照射 水 発 現象 “高精度線量イメージン ” 利用
こ 示 画期的 成果 今後 メー ー 力 日本発 世界初 高精度線量
イント
山本教授 研究グ ープ 陽子線 水中 微弱 発 発見
高感度 ラ 撮像 陽子線 水 え 線量 類似 布 画
像化 成 た 得 た画像 実際 線量 布 間 わ
違い あ た 今回 違い 陽子線照射 生 即発 ン
線 水中 発 あ 明 そ 成 補正
線量 一致 布 得 成 た 成果 立ち 陽子線や X
線 水 発 放射線 ネ ギー 対 直線的 増 明
た さ 発 純物や温度 影響 ほ 受 い 併 確
た 成果 放射線照射 水 発 現象 “高精度線量イ ー ン
グ” 利用 示 あ 今後 日本発 世界初 高精度線量 布測定
装置 実用化 期待さ
背景
陽子線治療
※3
陽子線 選択的 高線量 腫瘍 え 可能 注目
い 陽子線施設 い テ 精度管理 た 電離箱
※4
水中 配
置 動 線量 布 測定 い 方法 測定 時間 労力 要 た
簡便 精度 高い線量 布計測法 望さ い 線量 布測定 診療用 X 線
撮像装置や治療用 X 線 電子線装置 様 簡便 精度 高い線量 布手法 必要
さ い
山本教授 研究グ ープ 陽子線 水中 微弱 発 発見
た 発 知 いたチ ンコフ
※5
生 い条件 発
全く新 い現象 あ 世界的 注目 い 発 高感度 ラ
撮像 陽子線 水 え 線量 類似 布 画像化 明
い た 図1
得 た発 画像 実際 線量 布 間 わ 違い あ
た 違い 発 自体 性質 あ い 別 原因 起
い 明 あ 線量 布計測 応用 上 妨 い
た た 発 放射線 ネ ギー 比例 増 あ い チ
ンコフ う 非直線的 変化 明 た さ 発 純物や温度
影響 受 明 あ 線量 布計測 応用 上 妨
い た
研究 内容
山本教授 研究グ ープ 違い 陽子線照射 生 即発 ン 線
水中 発 生 い 考え た 即発 ン 線 陽子線照射
生 高 ネ ギー ン 線 水 中 チ ンコフ 発生 考え
そ 量子科学技術研究開発機構 量研 高崎量子応用研究所 行 た
ュ ー ョン 即発 ン 線 布 求 図2左 そ 布 発 画像 差 引
く 試 た そ 結果 線量 布 得 た 図2右
ュ ー ョン 布 得 方法以外 画像周辺 布 用い 補正法 線量
布 得 た
図2 補正前 陽子線照射発 深度線量 布 即発 ン 線 発 布 左
補正後 深度線量 布 右
成果 立ち 山本教授 研究グ ープ 陽子線やX線 水 発 放
射線 ネ ギー 対 直線増 明 た 発 知
いたチ ンコフ 放射線 ネ ギー 一定以上 時 発生 た そ 発
量 ネ ギー 対 非直線的 増 知 い 性質 チ
プ 発見 た放射線照射 水 発 ネ ギー 対 直線的 増
確 線量測定 利用 そ 陽子線 X 線 対
ネ ギー 変え 直線性 評価 た そ 結果 陽子線 X線 ネ ギ
ー 対 直線的 発 増え 明 た 図 3 さ 発見 た発
純物や温度 影響 ほ 受 い 確 た
図3 陽子線 ネ ギー 発 量 関係 左 X線 ネ ギー 発 量 関係 右
成果 意義
今回 成果 山本教授 研究グ ープ 発見 た放射線照射 水 発 現
象 チ ンコフ 全く異 線量 布 表 明 た
放射線照射 水 発 現象 “高精度線量イ ー ング” 利用
示 画期的 成果 今後 ー ー 力 放射線照射 水 発 現象 用
いた日本発 世界初 高精度線量 布測定装置 実用化 進 いく予定
用語説明
線量：放射線 生体 え ネ ギー量 単位 通常 生体 水 仮定 水
対 放射線 え ネ ギー 線量 吸 線量 い
即発 ン 線：陽子線や炭素線 水 物質 入射 た 物質 核
応 放出さ ン 線
陽子線治療：陽子 速 患者 腫瘍 照射 治療 行う放射線治療
一種 線量 腫瘍 中 え た 治療効果 大 い
電離箱：放射線 空気 電離 発生 イ ン 計測 方式 放射線検出器
安定性 高く 放射線機器 線量測定 最 信頼性 高い検出器 広く用い
チ ンコフ ：電子 電荷 粒子 水 物質中 運動 時 粒子
速度 物質中 速度 速い場合 発生 チ ンコフ 発生 た
一定以上 ネ ギー 必要 さ
論文
．雑 ：Physics in Medicine and Biology 英国医学物理学専門
論文 ："Estimation and correction of produced light from prompt gamma photons on luminescence
imaging of water for proton therapy dosimetry"
著者： Takuya Yabe, Masataka Komori, Toshiyuki Toshito, Mitsutaka Yamaguchi, Naoki Kawachi,
Seiichi Yamamoto 矢部 也 小森 孝 歳藤利行 山口充孝 河地有木 山本誠一
DOI：10.1088/1361-6560/aaa90c
．雑 ：Nuclear Instruments and Method in Physics Research-A 欧州放射線計測学専門
論 文 ："Stability and linearity of luminescence imaging of water during irradiation of
proton-beams and X-ray photons lower energy than the Cerenkov light threshold"
著者： Seiichi Yamamoto, Shuji Koyama, Takuya Yabe, Masataka Komori, Junki Tada, Shiori Ito,
Toshiyuki Toshito, Yuho Hirata, and Kenichi Watanabe 山本誠一 小山修司 矢部 也 小森
孝 多田淳樹 伊藤栞 歳藤利行 平田悠歩 渡辺賢一
DOI：10.1016/j.nima.2017.11.073
