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Dosimetric dependence of ocular structures on eye size and shape for external radiation fields of electrons, photons, and neutrons

電子, 光子および中性子の外部照射における眼球内組織線量の眼球サイズおよび形状に対する依存性

古田 琢哉; El Basha, D.*; Iyer, S. S. R.*; Correa Alfonso, C. M.*; Bolch, W. E.*

Furuta, Takuya; El Basha, D.*; Iyer, S. S. R.*; Correa Alfonso, C. M.*; Bolch, W. E.*

人の眼球には多様性があるにもかかわらず、これまでの眼球に対する線量計算シミュレーションでは、ほぼ全ての研究で標準的な一つのモデルが採用されてきた。そこで、本研究では新たに開発した大きさ及び変形が可能な数値眼球モデルを利用し、モンテカルロ放射線輸送計算コードPHITSを用いて、標準的な照射場(AP, PA, RLAT, ROT等)での電子線,光子線および中性子線による眼球内組織の線量を計算した。ここでは、5種類(標準,大型,小型,近視形状型および遠視形状型)の極端な眼球モデルの計算結果の比較に基づき、組織の吸収線量への眼球の大きさや変形が与える影響を解析した。電子線では線量の集中性が高く、吸収線量は眼球表面からの組織の深さに大きく依存して変化する。このため、眼球の大きさや変形に伴い、組織全体の深さ位置が変化することによる吸収線量への顕著な影響が見られた。これに対し、光子線や中性子線では電子線に比べて線量の集中性が弱いため、眼球の大きさや変形による影響が小さいことがわかった。

Despite large variation of human eye, only one computational eye model has been adopted in almost all the radiation transport simulation studies. We thus adopted a new scalable and deformable eye model and studied the radiation exposure by electrons, photons, and neutrons in the standard radiation fields such as AP, PA, RLAT, ROT, by using Monte Carlo radiation transport code PHITS. We computed the radiation exposure for 5 eye models (standard, large, small, myopic, hyperopic) and analyzed influence of absorbed dose in ocular structures on eye size and shape. Dose distribution of electrons is conformal and therefore the absorbed doses in ocular structures depend on the depth location of each ocular structure. We thus found a significant variation of the absorbed doses for each ocular structure for electron exposure due to change of the depth location affected by eye size and shape. On the other hand only small variation was observed for photons and neutrons exposures because of less conformal dose distribution of those particles.

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