Influence of distant scatterer on air kerma measurement in the evaluation of diagnostic X-rays using Monte Carlo simulation

モンテカルロシミュレーションを用いた診断X線での空気カーマ測定に対する離れた散乱体からの影響の解析

富永 正英*; 永安 結花里*; 佐々木 幹治*; 古田 琢哉   ; 林 裕晃*; 笈田 将皇*; 西山 祐一*; 芳賀 昭弘*

Tominaga, Masahide*; Nagayasu, Yukari*; Sasaki, Motoharu*; Furuta, Takuya; Hayashi, Hiroaki*; Oita, Masataka*; Nishiyama, Yuichi*; Haga, Akihiro*

放射線診断技術の発展により、患者の被ばく線量の増大が問題となっており、医療被ばくの最適化を目的として、日本国内で共通の診断参考レベルが策定された。この中で、X線一般撮影については、患者の体表面における線量を各施設の診断線量レベルとして評価することが推奨されている。体表面の線量は、体内部からの後方散乱を表す係数を機器設置やメンテナンス等で測られる空中空気カーマに乗じることで、簡便に導出できる。しかし、障害物からの距離を十分取れない状況では、測定される空中空気カーマへ散乱X線が混入するため、線量評価の誤差の要因となる。そこで、モンテカルロシミュレーション計算により、散乱体の物質や距離が散乱X線へ与える影響を評価した。診断X線のエネルギー領域では、軽元素と重元素で散乱に関する物理現象が異なり、物質毎にX線の照射野やエネルギーへの依存性が変化することがわかった。また、どの物質でも35cm程度の距離を取れば、散乱X線の混入をほぼ無視できることがわかった。

Due to recent advance of diagnostic radiology, the increase of diagnostic radiation exposure to patient becomes problem. Diagnostic Reference Levels has been released to optimized the radiation exposure to patients in Japan recently. The evaluation of entrance surface dose (ESD) is recommended to assess the dose level for general X-ray examination. The ESD can be easily evaluated by multiplying the backscatter factor of the patient body on the free-in-air air kerma. The air kerma free-in-air value used to estimate ESD may contain X-rays scattered from obstacles located at the time of measurement, which may induce non-minor error in assessments. We therefore studied the influence of scattered X-rays on air kerma measurement under various environments (distances, field sizes, and materials). It was found that the dependence on the X-ray energy and field size was different for different materials. The X-ray contamination can be ignored for all the materials when the distance to the scatterer exceeds 35 cm.