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Numerical analysis of organ doses delivered during computed tomography examinations using Japanese adult phantoms with the WAZA-ARI dosimetry system

CT線量評価システムWAZA-ARIのための日本人成人ファントムを用いた臓器線量の解析

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

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

日本国内でのCT検査による患者の臓器線量を正確に評価するため、CT線量評価システムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIの線量計算では、成人日本人のボクセルファントム及び放射線輸送計算コードPHITSを用いた数値解析で整備した臓器線量データを利用する。このデータの解析を進めるため、CT装置内の寝台における線量分布等の測定結果に基づき、各種装置でのX線放出特性をPHITSで数値的に模擬する技術を開発した。典型的な撮影条件について、PHITSと日本人ボクセルファントムを用いた解析結果より臓器線量を計算し、既に利用されている他のCT線量評価システムによる結果と比較した。その結果、日本人ボクセルファントムを用いた解析で得た線量データを利用した場合、数学人体模型に基づく線量データを利用した他のシステムよりも、人体形状を適切に考慮して臓器線量を導出できることが検証された。また、欧米人の体格に基づくボクセルファントムによる計算結果や日本人体型を模擬した物理モデルを用いた実測結果と比較した。これらの比較検証により、本研究で開発した数値解析法で得られる臓器線量データは、日本人の体格特性を考慮したシステムWAZA-ARIに十分適用できることを確認した。

A dosimetry system, named WAZA-ARI, is developed to assess accurately radiation doses to persons from Computed Tomography (CT) examination patients in Japan. Organ doses were prepared to application to dose calculations in WAZA-ARI by numerical analyses using average adult Japanese human models with the Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS). Experimental studies clarified the radiation configuration on the table for some multi-detector row CT (MDCT) devices. Then, a source model in PHITS could specifically take into account for emissions of X-ray in each MDCT device based on the experiment results. Numerical analyses with PHITS revealed a concordance of organ doses with human body size. The organ doses by the JM phantoms were compared with data obtained using previously developed systems. In addition, the dose calculation in WAZA-ARI were verified with previously reported results by realistic NUBAS phantoms and radiation dose measurement using a physical Japanese model. The results implied that analyses using the Japanese phantoms and PHITS including source models can appropriately give organ dose data with consideration of the MDCT device and physiques of typical Japanese adults.

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パーセンタイル:43.49

分野:Environmental Sciences

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