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乳癌の術中電子線照射に使用する金属プレートの検討

乳癌の術中電子線照射に使用する金属プレートの検討. 大島隆嗣、田伏勝義、青山裕一. 背景. 乳房の腫瘍を切除した後の腫瘍床に対して術中電子線照射を行う際、大胸筋にある程度の線量がかかってしまう。. 乳房. 大胸筋. 大胸筋の電子線入射側にプレートを挿入することにより、大胸筋への線量を低減する。. 目的. 大胸筋の電子線入射側へ挿入するプレートに使用する材質とその厚さについて検討. プレートの構造①. 過去の論文において 10 mm のアクリルを大胸筋の電子線入射側に挿入して照射を行っているものがある。. アクリル. アクリルのみでは不十分.

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乳癌の術中電子線照射に使用する金属プレートの検討

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Presentation Transcript

  1. 乳癌の術中電子線照射に使用する金属プレートの検討乳癌の術中電子線照射に使用する金属プレートの検討 大島隆嗣、田伏勝義、青山裕一

  2. 背景 • 乳房の腫瘍を切除した後の腫瘍床に対して術中電子線照射を行う際、大胸筋にある程度の線量がかかってしまう。 乳房 大胸筋 • 大胸筋の電子線入射側にプレートを挿入することにより、大胸筋への線量を低減する。

  3. 目的 • 大胸筋の電子線入射側へ挿入するプレートに使用する材質とその厚さについて検討

  4. プレートの構造① • 過去の論文において10 mmのアクリルを大胸筋の電子線入射側に挿入して照射を行っているものがある。 アクリル アクリルのみでは不十分

  5. Electron Beam PMMA Metal プレートの構造② • 金属を用いて乳房を透過してきた電子線を遮蔽する。 • 金属の電子線入射側にアクリル (PMMA)を配置し、金属に入射する電子線を減弱させ、かつ、金属からの後方散乱を吸収させる。

  6. 検討項目 • 各種金属の電子線の遮蔽能力 • 前方への透過線量のPDDが1 %を下回るまでの金属表面からの距離(dF) • 後方散乱の最大飛程とその大きさ • 後方散乱線量(Back Scatter Dose : BSD)のPDDが1 %を下回るまでの金属表面からの距離(dB)、およびBSDの最大値

  7. dFとdB Metal PMMA 後表面 前表面 dB dF 1%

  8. シミュレーションの流れ • 金属ごとの電子線の遮蔽能力と後方散乱の大きさの比較 • 金属からの後方散乱を吸収する最適なPMMA厚の検討 • 電子線を遮蔽するために必要な最小の金属厚の検討

  9. Electron Beam x PMMA Metal dR90 z 5 cm Aquarium 30 ×30 cm2 シミュレーション1 • 水槽中のPDDが90 %になる深さdR90にプレートの電子線入射側表面がくるように配置 • 金属は、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、鉛(Pb)を使用

  10. シミュレーション1の条件① • 粒子数：3×107個 • 線質：varian 6, 12 MeV 電子線* • 照射野：10×10 cm2 • Boxel size：1.0×1.0×0.1 cm3 • ECUT=521 keV, PCUT=10 keV • chard=0.05 cm * : G.X. Ding and D.W.O Rogers ; PIRS-0439

  11. シミュレーション1の条件②

  12. Electron Beam 後方散乱 • 金属からPMMAへ入る全ての粒子 • 方向余弦のZ成分が入射方向と逆 PMMA Metal Back Scatter Aquarium

  13. 結果(6 MeV; PMMA 5 mm) PMMA Metal

  14. 結果(12 MeV; PMMA 5 mm) PMMA Metal

  15. 結果(12 MeV; PMMA 10 mm) Metal PMMA

  16. 結果のまとめ

  17. 考察 • dFの値は、Alのみ認められた。 • CuとPbが遮蔽体として使用できる。 • PMMAが5 mmでは後方散乱がPMMA厚を超える場合があったが、10 mmではPMMA厚を超えるものはなかった。 • BSDの最大値は、Pbが最も大きく、Alが最も小さかった。 • PMMAは5 mmより厚く、10 mmより薄いものが良い。 • Pbはプレートが厚くなるため好ましくない。

  18. シミュレーション2 • 12 MeVにおいて、金属厚は6 mmのままでPMMA厚を6、7、8 mmとして計算 • 金属にはCuを使用 最適なPMMA厚を検討

  19. 結果 (Back Scatter Dose)

  20. 検討 • 7 mmのとき最大飛程とPMMA厚が一致 安全側で、7.5 mm程度が適切である

  21. シミュレーション3 • 12 MeVにおいて、 PMMA厚を7 mmとしてCu厚を1、2、3 mmにして計算 前方への透過線量がなくなる限界の厚さを検討

  22. 結果(前方透過線量)

  23. 検討 • 3 mmではdFが認められない • 2.5 mm強が限界 安全側で、3 mm程度が適切である

  24. 結語 • 最も適した遮蔽体は銅であった。 • 12 MeVでの電子線からの後方散乱は7 mm のPMMAで吸収できる。 • 12 MeVでの電子線を遮蔽できる銅の限界の厚さは2.5 mm強であると推測された。

  25. 今後の課題 • 複数の金属を組み合わせて、プレートを薄くすることを試みる。 • 照射ヘッドを再現して再計算する。 • 試作品を作成し実測を行い、計算結果と比較する。

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