深部線量｜X線・電子線・陽子線・重粒子線の種類とエネルギーによるちがいと拡大ブラッグピーク（モンテカルロシミュレーション）

水の中で線量がいちばん大きくなる深さは、放射線の種類とエネルギーでまったくちがいます。X線はだんだん減り、陽子線・重粒子線は止まる直前で最大になります。 X線・電子線・陽子線・重粒子線を同じ水の箱に上から当てて計算し、深部線量を3Dで比べ、陽子線のピークを重ねた拡大ブラッグピークもつくりました（モンテカルロシミュレーション：放射線の動きを1つずつ追いかけて計算する方法）。 ▼この動画でわかること ・X線：診断用の120 kVは表面近くで最大、深さ10 cmで約17%。治療用の6 MVは深さ約1.5〜2 cmで最大（表面は約27%：ビルドアップ）、深さ10 cmでも約65%（中心の線上、最大＝100%） ・電子線（6／12／18 MeV）：線量が半分になる深さ（R50）は約2.4／5.0／7.5 cm。それより深くはほとんど届かない ・陽子線（70／150／220 MeV）：止まる深さ（ピークの先で最大の80%に下がる深さ、R80）は約4.0／15.7／30.4 cm。止まる直前に最大（ブラッグピーク） ・重粒子線（炭素 290 MeV/u）：約16.2 cmで止まり、ピークはさらに鋭い。その先にも、原子核が壊れてできた破片による線量が少し残る ・拡大ブラッグピーク：陽子線 120〜147.5 MeVの12本に重みをつけて重ねると、深さ10.5〜15 cmで線量が平らになる（入口は平らな部分の約66%） ▼チャプター 00:00 線量が最大になる深さはちがう 00:08 水の箱に上からビーム 00:22 診断用X線（120 kV） 00:36 治療用X線（6 MV）とビルドアップ 00:52 電子線 6・12・18 MeV 01:14 X線と電子線のグラフ 01:28 陽子線 70・150・220 MeV 01:50 重粒子線（炭素） 02:04 陽子線と重粒子線のグラフ 02:18 すべての深部線量 02:30 拡大ブラッグピーク（SOBP） 02:50 拡大ブラッグピークのグラフ 03:04 まとめ ▼計算の条件 ・モンテカルロシミュレーションによる計算例です（実測ではありません）。 ・水：40×40×40 cm。線源から水面まで100 cm、照射野10×10 cm相当（水面で半径5.64 cmの円）のビームを上から当てる ・深部線量は中心の線上（半径1 cm以内、1 mmごと）。色は中央の面の線量（最大＝100%） ・X線は120 kV（タングステン陽極、アルミ2.5 mm）と6 MV（治療装置の計算スペクトル）。電子・陽子・炭素イオンは単一エネルギーで、散乱箔・リッジフィルタなどの装置は含めていません（実際の治療ビームの深部線量とは少しちがいます） ・拡大ブラッグピーク：陽子線 120〜147.5 MeV（2.5 MeVごと）の深部線量（半径3 cm以内）に、深さ10.5〜15 cmが平らになる重みをつけて足したもの。実際の治療ではリッジフィルターやエネルギーの切り替えで同じように重ねます ▼大事なこと 深部線量のちがいは、腫瘍の深さや形に合わせて放射線の種類やエネルギーを選ぶ理由のひとつです。ここで示したのは水に当てたモデルの深部線量で、実際の治療の線量分布そのものではありません（治療では、体の形や腫瘍の形に合わせて計画します）。 ▼チャンネル登録で見られること 「見えない放射線を見る」シリーズでは、X線撮影・CT・X線透視の散乱線や自然放射線など、目に見えない放射線の広がりを、同じ計算方法で3Dにして解説しています。    / @labfujibuchi8974   ▼出典・所属 九州大学 藤淵研究室 計算：モンテカルロシミュレーション／3D可視化：ParaView／音楽：オリジナル #深部線量 #粒子線治療 #放射線治療