WAZA-ARI; Computational dosimetry system for X-ray CT examinations, 1; Radiation transport calculation for organ and tissue doses evaluation using JM phantom

WAZA-ARI; X線CT検査のための線量計算システム,1; JMファントムを用いた臓器・組織線量評価のための放射線輸送計算

高橋 史明  ; 佐藤 薫   ; 遠藤 章   ; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*

Takahashi, Fumiaki; Sato, Kaoru; Endo, Akira; Ono, Koji*; Yoshitake, Takayasu*; Hasegawa, Takayuki*; Katsunuma, Yasushi*; Ban, Nobuhiko*; Kai, Michiaki*

CT検査における被検者の被ばく線量を評価するため、web上で動作する線量評価システムWAZA-ARIを開発している。WAZA-ARIは、撮影条件を入力すると、システムに内蔵する臓器・組織線量のデータベースから、条件に対応するデータセットを抽出し、線量を評価する。本研究では、被検者の撮影時の条件等を詳細にモデル化し、PHITSコードを用いた放射線輸送計算により、線量データベースを作成する方法を確立した。ここで、人体モデルとして、身長(171cm)及び体重(65kg)が、日本人の成人男性の平均値に近いJMファントムを用いた。このファントムは、およそ1mm角のボクセルで小さな臓器も厳密に再現し、臓器質量は日本人男性の平均値に近い。また、胴体のCT検査では腕を頭上に置くため、両腕を胴体側面から除去したモデルも導入した。これらのモデルを用いて、CT装置に導入されているビーム成形フィルタでの光子減弱を考慮した輸送計算で、各臓器の線量を計算した。その結果、JMファントムと従来の解析で使用されていたMIRD型ファントムによる臓器線量に有意な差が見られ、精密な人体モデルの利用の必要性が確認された。

A web-system of WAZA-ARI is being developed to assess radiation dose to a patient in a Computed Tomography (CT) examination. WAZA-ARI utilizes a set of organ and tissue doses in a database for the dose assessment, according to the given resources with a consideration of the examination condition. The organ and tissue doses in the database have been derived with the Particle and Heavy Ion Transport code System, PHITS. Modeling of the patient was a significant issue in the radiation transport calculation. JM phantom, whose height (171 cm) and weight (65 kg) are near to those averaged over Japanese male adults, was incorporated to PHITS as a human model. Since JM phantom consisted of about 1 mm size voxel, the shapes could be realistically reproduced even for small organs such as thyroid, adrenals. Masses of most organs could be also adjusted to the averaged values of Japanese male adults. In addition, our calculations introduced a new phantom without arms based upon JM phantom, because the patient usually puts arms toward the head direction in a torso examination. Some of organ doses calculated by JM phantom were compared with results, which were derived with a MIRD-type phantom. Differences could be seen in some organ doses between the phantoms, if photon attenuations in a shaping (Bow-tie) filter were taken into account to a source model in PHITS.