PHITSを用いた口腔内金属を有する頭部四面体ファントムに対する放射線シミュレーション

X-ray radiation simulation of a head tetrahedral phantom with intraoral metal using PHITS

長野 拓也*; 松谷 悠佑  ; 戒田 篤志*; 野島 瞳*; 古田 琢哉   ; 佐藤 薫   ; 吉村 亮一*; 三浦 雅彦*

Nagano, Takuya*; Matsuya, Yusuke; Kaida, Atsushi*; Nojima, Hitomi*; Furuta, Takuya; Sato, Kaoru; Yoshimura, Ryoichi*; Miura, Masahiko*

頭頸部放射線治療において金属冠などの歯科補綴物が照射野内に存在する。我々は先行研究において、in vitro解析により、金属冠周囲の放射線生物効果の増感効果比(SER)を評価してきた。しかし、実臨床における複雑体系中で実際にどの程度のSERが見込まれるかは明らかでない。そこで、金属冠を有する頭部ファントムに対して治療計画を模擬し、現実的な患者体系での金属冠周囲の線量分布をシミュレーションにより評価した。PHITSを用いたシミュレーションの結果は、in vitroで得られたSERに近い値であった。放射線治療期間中に金属冠周囲に局所的な粘膜炎が生じることは知られるが、本成果により、金属周辺組織における炎症発生メカニズムの正確な理解が期待できる。

A dental prosthesis such as a metal crown exists in radiation field when performing head and neck cancer radiotherapy. In our previous studies, we have evaluated the sensitizing effect ratio (SER) of the radiobiological effects around metal crowns by in vitro analysis. However, it is uncertain how much SER is actually expected in complex geometry in clinical practice. Here, we simulated the treatment plan using a head phantom with a metal crown, and evaluated the dose distributions around the metal crown in a realistic patient system by simulation. The simulation results using PHITS agree well with the SER values obtained in vitro. It has been known that localized mucositis occurs around metal crowns during radiotherapy, and this outcome is expected to provide a precise understanding of the mechanism on inflammation in tissues around metals.