フラットニングフィルターフリー
（FFF）ビームの特性について
フラットニングフィルタ（FF）の歴史的背景
MV領域での光子の制動放射分布は指向性 を持っている 任意の深さで平坦な線量プロファイルを得 る為にFFが用いられた ビーム全体の均一な分布は、複雑な計算が コンピュータでできなかった時代に線量計算 を容易にさせたFF無のエネルギー毎の線量分布
エネルギーによってプロファイルが異なる
→エネルギー毎にFFが存在する
FFがなくても
もともとフルエンスパターンが変調されて
処方されるIMRT
平坦な線量分布領域をもたない極小照射
野を用いた定位照射
歴史的に過去50年にわたり用いらてたFF
が必要ない
FFの利点
線量率が高くなる（短時間治療）
ヘッド散乱が減る
→コリメータ散乱、コリメータ反転効果
→ヘッドのsimulationが容易に
→（γ,ｎ）反応の中性子が減る
FFの欠点
線質の軟化により皮膚線量増加
均一な線量分布ではない
FFFの加速器
FFFの加速器
FFFの加速器
ＦＦＦビームの基本物理特性
深部線量 ＰＤＤはＦＦビームに比し、ビームハードニング の影響がないため、指数関数領域で急峻な線 量低下曲線をたどる ＦＦＦビーム（6MV）→ＦＦビーム（4-5MV） ＦＦＦビーム（18MV）→ＦＦビーム（15MV）ＦＦＦビームの基本物理特性
深部線量
FFビームとFFFビームの最大深はほぼ同じ
TrueBeam（6MV）の仕様書
（SSD:100cm、Fs：10×10cm）FFビームの最大深：1.6±0.15cm
FFFビームの最大深：1.5±0.15cm
FFビームでは照射野が大きくなるにつれ
ヘッドの散乱線の影響で最大深が浅くなる
FFFビームはその影響が小さい
ＦＦビームの基本物理特性
深部線量
ビームハードニング効果がｄｍａｘを深い側
へ移動させる一方、光子ビーム散乱線の高
い寄与がｄｍａｘを減少させる
↓
結果的にＦＦＦビームの最大深と大きな相
違がなくなる
ＦＦＦビームの基本物理特性
ＦＦＦビームの基本物理特性
深部線量
現状のFFビームを用いた臨床条件に合わ
せるため、FFFビームの10cm深の深部線
量をFFビームに合わせる（エネルギーマッ
チ）報告もある
ＦＦＦビームの基本物理特性
線量プロファイル
FFFビーム線量プロファイルは凸型の形状
となるが、エネルギーと照射野により変化
ただし、
6MVで4×4cm
10MVで3cm×3cm
以下の小さな照射野ではFFビームとFFF
ビームの線量プロファイルはほぼ一緒
ＦＦＦビームの基本物理特性
線量プロファイル
FFFビーム線量プロファイルは凸型はエネ
ルギーが高くなるほどピークが尖る
エネルギーが高くなるほど散乱角度が小さ
くなるため
ＦＦＦビームの基本物理特性
線量プロファイル
6MV
10MV
ＦＦＦビームの基本物理特性
線量プロファイル
従来のＦＦビームは治療深（10㎝深）で平
坦となるように最大深では「ツノ（ｈｏｒｎ）」
を示すようにturning
一般にＦＦビーム「ツノ」は8%以内
ＦＦＦビームの線量プロファイル形状は深さ
に対して2～3%
それは…
ＦＦＦビームの基本物理特性
線量プロファイル FFビームは広がりと共に線質が軟化することで 深さ方向とともに線量プロファイルの形状が変 化するが、FFFビームではその影響は小さい 6MV 10MV 照射野:30cm 深さ： 最大深・5・10・ 20・30cmＦＦＦビームの基本物理特性
出力係数 Scpは照射野サイズによる１次光子フルエンスの 変化の指標なので、FFの材質、大きさ、形状の 影響を受ける FFFビームでは照射野の大きさによる変化が小 さい 照射野：3×3㎝～40×40㎝でＳｃｐの変化 6ＭＶ ＦＦビーム：8% ＦＦＦビーム：3% 18ＭＶ ＦＦビーム：7% ＦＦＦビーム：1%ＦＦＦビームの基本物理特性
出力係数
ＦＦＦビームの基本物理特性
表面線量 FFFビームは線質が軟化するため、FFビームに 比し表面線量が増加する可能性がある 一方、FF由来の混入電子・散乱光子が減少し表 面線量を減少させる要素も備えている FFFビームの表面線量はFFビームに比べ小さい 照射野で高くなり、大きい照射野で低くなる傾 向があるＦＦＦビームの基本物理特性
表面線量
6MV 10MV
ＦＦＦビームの基本物理特性
照射野外線量（辺縁線量） FFFビームはFFによるヘッドからの漏れ線量が減 少し、辺縁線量の低減が期待できる 6MVのFFFビームでICから50㎝と100㎝の位置 で平均60%線量が低減できたと報告あり 小児頭蓋内腫瘍のIMRTプランの検討で、FFビー ムに比べ、甲状腺（24％）・肺（30％）・卵巣 （65％）・精巣（70％）の被曝線量を低減てきた との報告があり 二次発がんのリスク減少ＦＦＦビームの基本物理特性
二次発がんのリスクがありながら周辺線量が高 い精度で計算できない理由 ヘッドからの漏れ線量は通常のヘッドのモデリ ングで考慮されていない フルエンス情報から周辺線量を導き出すモデ ルがない ヘッドからの漏れによって影響を与えるのは照射 野端から15～20㎝離れたところといわれており ＦＦを取り除くことで50～60%減少するＦＦＦビームの基本物理特性
ＦＦＦビームの基本物理特性
中性子の発生 10MV以上の光子がヘッド内の高原子番号物質 （プライマリコリメータ、ターゲット、FF、jaw,MLC) と相互作用し副産物として中性子を発生 18MVの前立腺IMRT（TrueBeam）で中性子が 70%減の報告 一方10MVでの中性子の減弱効果は僅かであり、 FFFビームにおける中性子減弱という利益には慎 重に対処した方がよいＦＦＦビームの基本物理特性
線量率による出力の一貫性について Varian社の方法 最大と最小線量率並びにその間の二つの線量率 において出力の一貫性が1%以内であることを年 に一回確認 10MVのFFFビームにおける線量率による出力の一貫性ＦＦＦビームの吸収線量測定時の注意点
AAPM TG-51 addendum では標準機準条件 （SAD:100㎝、照射野：10㎝×10㎝）であれば AAPM TG-51が適用可
ＦＦＦビームの吸収線量測定時の注意点
線量計について（電離箱） AAPM TG-51 addendum では線量平坦度が劣 るため、平均体積効果の影響を避ける為、長さ の短い電離空洞をもった電離箱の使用を推奨 ただしマイクロ型電離箱は原子番号の高い中心 電極の材質である場合があり、使用が推奨され ていないＦＦＦビームの吸収線量測定時の注意点
線量計について（半導体）
線量率依存性を示すものがあり、高線量率の出 力も可能なFFFビームの測定に際しては事前の 検証が必要
