PHITSの医学物理学分野への応用,3; 医学物理計算用補助プログラム

Medical applications of the PHITS code, 3; User assistance program for medical physics computation

古田 琢哉   ; 橋本 慎太郎  ; 佐藤 達彦   

Furuta, Takuya; Hashimoto, Shintaro; Sato, Tatsuhiko

放射線輸送計算コードPHITSを医学物理計算に用いる一例として、放射線治療計画を目的としたシミュレーションがある。通常、治療計画シミュレーションでは、患者CTデータを読み込んでコンピュータ上の仮想空間に患者体系を構築し、外部から照射される治療ビームの輸送計算を実行することで患者体系内での線量分布を計算する。しかし、CTデータから患者位置やCT値の分布などの情報を取得して患者体系を構築すること、非常に複雑で医療用加速器メーカーが公開していない加速器部分をシミュレーションすることは容易ではない。そこで、患者CTデータを用いて患者体系をPHITS形式で構築するためのプログラムDICOM2PHITS、医療用加速器から放出される粒子プロファイルをまとめたIAEA phase-space fileをPHITSで使用可能とするプログラムPSFC4PHITSを開発した。本解説では、これら2つのプログラムについて解説するとともに、プログラムで構築した体系および変換した線源をPHITSコードに組み込み、放射線輸送計算により検証した結果を示す。

An application of Particle and Heavy Ion Transport Code System; PHITS, for medical physics is to simulate treatment planning of radiation therapy. Treatment planning simulation is conducted by constructing patient geometry from patient CT data, calculating radiation transport of external beam, and deducing dose distribution inside patient body. However, it is not easy to extract information such as patient location and CT value distribution from patient CT data or to construct complex accelerator geometry in PHITS format. Therefore, we developed two user assistance programs, DICOM2PHITS and PSFC4PHITS. DICOM2PHITS is a program to construct the voxel PHITS simulation geometry from patient CT DICOM image data. PSFC4PHITS is a program to convert the IAEA phase-space file data to PHITS format to be used as simulation source of PHITS. We explain these two programs by showing some applications in this article.