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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*
Health Physics, 109(2), p.104 - 112, 2015/08
被引用回数：4 パーセンタイル：43.49(Environmental Sciences)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。
佐藤 薫; 高橋 史明; 遠藤 章; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
RIST News, (58), p.25 - 32, 2015/01
原子力機構では、国内でのCT診断時の患者の被ばく管理の向上に資するため、大分県立看護科学大学等との共同研究によりWAZA-ARIの開発を進め、2012年12月にその試用版を公開した。試用版のWAZA-ARIには、平均的成人日本人男性(JM-103)及び女性(JF-103)、4才児(UFF4)ファントムと放射線輸送計算コードPHITSを組み合わせて計算した臓器線量データベースが格納されている。WAZA-ARIでは、これらの臓器線量データベースの中から、撮影条件に応じた適切なデータが選択されて線量計算に利用される。試用版の公開以後、WAZA-ARIのホームページへのアクセス件数は月当たり概ね1000件を超えており、2014年9月末において28421件に達した。現在、試用版のWAZA-ARIの線量評価機能を拡張した本格運用版である、WAZA-ARI version 2の開発が進められており、2014年度中の公開を目指している。WAZA-ARI version 2では、利用者は自身で計算した線量データを登録し、国内での線量分布と比較する機能も追加されている。
imaging device of high spatial resolution ZnO scintillator中里 智治*; 清水 俊彦*; 山ノ井 航平*; 酒井 浩平*; 武田 耕平*; 西 亮祐*; 南 佑輝*; Cadatal-Raduban, M.*; 猿倉 信彦*; 西村 博明*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 50(12), p.122202_1 - 122202_4, 2011/12
被引用回数：6 パーセンタイル：65.17(Physics, Applied)軟X線レーザー診断のための高空間分解能イメージングデバイスとして、水熱合成法により製作したZnOの励起子発光パターンを計測する方法の可能性を評価した。X線の集光点付近での発光パターンを計測し、ウエスト位置での半径を見積もることにより、Ni様AgプラズマX線レーザーのビームウエストでの半径が横方向と縦方向で29
mと21m、発散角が7.2mradと11mrad、ビーム品質M2が47と50と見積もられた。空間分解能は6mで、拡大レンズを最適化し望遠鏡で拡大することによりさらに改善できる。今回の結果により、ZnOの軟X線光源の開発と応用で重要な役割を果たす画像計測素子としての利用がさらに加速されることが期待できる。
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*
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 2, p.153 - 159, 2011/10
CT検査は医療行為における有用な診断法となっているが、比較的高い被ばく線量を受けることから、適切な線量管理の必要性が指摘されている。そのため、CT検査における被ばく線量を評価するシステムが、これまでに開発されている。これらのシステムは、モンテカルロ計算で解析した線量データを利用しているが、これにかかわる計算技術,CT検査に用いる装置は常に進歩している。このような背景から、最新の計算技術を利用して、種々の撮影条件に適用できる線量評価システムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIでは、基盤となる臓器線量データとして、計算コードPHITSと精密人体モデルJMファントムで解析したデータを用いている。JMファントムは平均的な日本人の体格,臓器質量を模擬するモデルであるが、実際の被験者はさまざまな体形,体格を有することから、人体構造の違いによる臓器線量の変化を把握しておくことは重要である。本研究では、異なる人体構造を模擬するICRPの標準ファントムなどを用いた線量解析の結果について述べる。
伴 信彦*; 高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 吉武 貴康*; 勝沼 泰*; 甲斐 倫明*
Radiation Protection Dosimetry, 147(1-2), p.333 - 337, 2011/09
被引用回数：13 パーセンタイル：19.73(Environmental Sciences)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。システムの基礎となる臓器線量データは、日本人男性ファントム(JMファントム)をPHITSコードに組み込んで解析した。解析にあたっては、5mm幅の扇状ビームが人体上を5mmピッチで走査していく条件を想定し、ビーム成形フィルタによる光子減弱も考慮した。また、従来のMIRD型モデルを用いて、同様の条件で臓器線量を解析した。その結果、線源の位置に応じて、人体の形状、内部構造を精密に模擬したJMファントムでは臓器線量のスムーズな変化が確認されたが、MIRD型モデルでは、臓器、組織の形状の簡易的な定義に起因して、ステップ状に臓器線量が変化した領域があった。JMファントムによる解析結果は、Linuxサーバー上で動作するWAZA-ARIシステムに組み込んだ。その結果、同システムでは、商用のソフトウェアを使用しないが、高い操作性を有したうえで、正確な線量計算が可能となった。
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*
Radiation Protection Dosimetry, 146(1-3), p.241 - 243, 2011/07
被引用回数：12 パーセンタイル：21.87(Environmental Sciences)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。
伴 信彦*; 高橋 史明; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 吉武 貴康*; 勝沼 泰*; 佐藤 薫; 遠藤 章; 甲斐 倫明*
Radiation Protection Dosimetry, 146(1-3), p.244 - 247, 2011/07
被引用回数：12 パーセンタイル：21.87(Environmental Sciences)CT検査における被ばく線量を正確に評価するため、webシステムWAZA-ARIを開発中である。WAZA-ARIは、放射線輸送計算コードPHITSにJMファントムを組み込んで解析した臓器線量を計測可能な線量に規格化し、そのデータベースをXMLファイル形式で保存している。また、線量評価をネットワーク上のwebブローザーによりアクセス可能なLinuxサーバーで実行するため、ユーザーは表示画面を通じて撮影条件を設定する。ここで設定した条件に対して、最適なデータセットが選択され、撮影範囲内にあるデータを合算して臓器線量を算出する。この計算処理では、X線管の回転時間、ビームピッチというCTスキャニングに関係するパラメータが考慮され、臓器線量の最終結果はスキャニング中の総電流値(mAs)及びCT撮影の線量指標(CTDI)に基づき算出される。現在、規格化された線量データの整備は、未だ数種類のCT機種に限られているが、WAZA-ARIは高い有用性,簡便なメンテナンス法を既に達成した。また、さらなる適用の拡張に関する可能性を検討中である。
高橋 史明; 遠藤 章; 佐藤 薫; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 1, p.517 - 520, 2011/02
CT検査の被験者に対する不要な被ばくを避けるため、画像の撮影条件に基づく線量評価システムが既に開発されている。これらシステムの多くは、数学人体模型で解析した臓器線量をデータベースとして利用する。近年、線量評価での数値解析技術の進展,CT機器の性能の向上が図られてきた。そこで、これらの最新の技術を反映した線量計測システムWAZA-ARIを開発するための研究を遂行している。基本となる臓器線量データは、数学人体模型と比較して、人体構造をより精密に表現する男性のボクセルファントム(JMファントム)で計算する。CT装置内の放射線輸送はPHITSコードで模擬し、X線管からの光子放出はサブルーチンを用いた線源モデルで設定する。ここで、線源モデルは、最近の多くの機種が採用しているヘリカルスキャンのX線管移動も定義できる。そのため、WAZA-ARIシステムは、適切な人体及び線源モデルにより計算された臓器線量に基づく線量評価が可能となる。
坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 大内 則幸; 伴 信彦*
放射線生物研究, 45(4), p.379 - 395, 2010/12
近年、放射線防護と放射線影響の分野において、生命現象を「多種多様な構成要素からなる複雑な大規模システム」として捉える「システムバイオロジー(Systems Biology)」を用いて放射線影響の理解を試みる「システム放射線生物学(Systems Radiation Biology)」の研究及びプロジェクトが欧米を中心に進められている。また、日本においてもシステム放射線生物学への関心が高まりつつある。本解説では、システム放射線生物学とはそもそもどのような研究分野であり何を目指しているのか、将来自分たちの研究にどのように役立つものなのか等について、4人の研究者が異なる立場からオムニバス形式にて概説する。
高橋 史明; 遠藤 章; 佐藤 薫; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
現在、CT診断による被ばく線量の計算では、放射線輸送計算で解析した臓器線量を利用している。近年の計算機技術の発達は、種々のCT装置のX線管(線源)や人体をより適切にモデル化して、臓器線量を解析することを可能とした。開発中のCT診断時の線量評価システムWAZA-ARIでも、最近の放射線輸送計算技術を利用して臓器線量を解析する。その中で、従来用いられてきたMIRDファントムと、日本人の成人男性に基づくJMファントム(ボクセルファントム)を用いて、人体モデルの差異が臓器線量の解析へ与える影響を解析した。その結果、腹部領域のCT診断を模擬した条件について、2つのファントム間で線量が比較的よい一致を示した臓器が多くあった。一方、骨組織などでは、MIRDファントムでの形状や材質の簡略的なモデル化に起因する線量の差異が確認された。
甲斐 倫明*; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章
no journal, ,
我が国におけるCT診断は増加傾向にあり、放射線防護の観点から、患者の被ばく線量を組織的に把握するシステムが求められている。現在、医療関係者の間では、欧州のグループにより開発された線量計算プログラムImPACTが広く利用されている。このプログラムは、ソフトウェアExcelを利用して線量を評価するが、従来の欧米人の体格に基づく数学人体模型MIRDファントムで解析した臓器線量を基本データとしている。そこで、日本人の医用画像に基づく精密なボクセルファントムを用いて臓器線量を解析し、その結果を利用する線量評価システムを開発するための研究プロジェクトWAZA-ARIを開始した。本プロジェクトの研究は大きく、(1)臓器線量計算のためのモンテカルロ計算コード整備,(2)CT機種の特性を反映した情報の線量計算への導入,(3)臓器線量のデータテーブル化,(4)簡易計算webサイトの開発の4項目からなる。この研究で開発されるwebサイトは、臨床現場の適切な診断の遂行の他、我が国におけるCT診断による健康影響の推定に貢献することが期待される。
長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 高橋 史明; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
光子外部被ばくに対する人体内の線量測定において、近年、素子間の感度差,フェーディング特性で熱ルミネッセンス線量計(TLD)よりも優位性のあるガラス線量計(GD)の利用が高まっている。一方で、GDについては、高密度,高原子番号のすず(Sn)フィルタを含むケースに内包するため、特に、低エネルギー光子に対する放射線場の乱れが問題点として指摘されていた。そこで、ランドファントム内にGDを配置して、一般的な撮影条件(固定線源:単一方向の照射)及びCT診断(回転線源:360
方向からの照射)におけるX線照射について、GDによる測定値の相互影響を実測で求めた。ここで、挿入するGDの個数は、1個から数個まで変化させ、1個と複数個挿入した場合の測定値の差異を求めた。また、実測とほぼ同様の条件で、相互影響をPHITSコードによるシミュレーション計算でも検証した。その結果、一般撮影などの固定線源において、線束中心軸上でGDが重なる位置における線量評価は実測では15%の過小評価となった。また、CT撮影(回転線源)におけるGDの相互影響は実測、シミュレーションともに5%以内であった。
佐藤 薫; 高橋 史明; 遠藤 章; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
本研究では、日本国内でのCT診断に伴う被ばく線量評価に利用するため、線量計算システムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIでは、日本人を対象とした線量評価を行うため、その体格特性を反映した臓器線量データベースを整備する必要がある。また、ICRP2007年勧告では、組織加重係数の組織区分及び値が見直されたため、WAZA-ARIにおいても、この見直しに対応することが求められている。以上の背景から、発表者らは、原子力機構が以前に開発した成人日本人女性精密ボクセルファントム(JF)を改良することで、成人日本人女性の平均的な体格及び臓器質量特性を有し、2007年勧告の組織加重係数の組織区分にも対応した人体モデル(JF-103)を新たに構築した。本発表では、JF-103の構築方法等について報告する。今後、JF-103を用いて評価した臓器線量データベース及びWAZA-ARIを組合せて利用することによって、平均的な体格特性を有する成人日本人女性に対する、さまざまな条件でのCT診断による被ばく線量評価の精度向上が期待される。
高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
国内のCT診断に伴う患者の適切な被ばく管理を目的として、webシステムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIの開発では、日本人の平均的な体格特性,撮影条件を考慮した線量評価を可能にするため、放射線輸送計算コードPHITSで臓器線量データを系統的に解析している。これまで、4つの16列機種による胴体部の撮影条件を考慮し、成人日本人男性の平均的特性を有するJM-103ファントムで解析した線量データをWAZA-ARIへ装備した。その後、より広範な撮影条件,女性の患者に対する正確な線量評価を可能にするため、64列機種,頭部撮影を含めたさまざまな条件について、X線放出を数値的に定義した線源モデルを整備し、成人日本人女性の平均的特性を持つJF-103ファントムを用いた解析を進めた。解析結果は、同じ撮影条件下でも、男女の患者間で臓器線量に差が生じる可能性があること等を明らかにした。以上のように、WAZA-ARIで、男女の体格差,国内における最近の撮影条件を考慮して解析した線量データを用いて、正確な被ばく線量評価が可能になった。
小野 孝二*; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
CT線量評価システムWAZA-ARIは、成人日本人男女の平均的な体格及び臓器質量特性を持つボクセルファントムJM-103及びJF-103を用いた臓器線量データベースを用いて、CTの機種,撮影条件に応じたCT診断時の線量評価を行うものである。CT機器に装備されている自動露出機構AEC(Auto Exposure Control)は、CT診断画像の質と被ばく線量との関係を最適化するために必須の機能であり、その使用頻度は高い。これに対応するために、現在、AEC使用時における線量評価について開発を進めている。本発表では、AEC利用時も含めたWAZA-ARIの検証を行うために、複数の実機器及び物理ファントムを用いた実験によって得られた臓器線量の実測値と計算値とを比較検討した結果を報告する。
河野 恭彦; 荻野 晴之*; 早川 博信*; 下 道國*; 谷口 和史*; 伴 信彦*
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故(以下、「福島事故」という)による放射性物質の放出に伴う人々の不安に答えるため、インターネットを通して放射線・放射能に関する正しい情報を多くの人々に発信してきた。事故直後は、当学会のボランティアが中心となって、「専門家が答える暮らしの放射線Q&A」ウエブサイトを立ち上げ、投稿者から寄せられた質問に一つ一つ回答してきた。2011年8月以降には、当学会に「暮らしの放射線Q&A活動委員会」が正式に発足し、学会の責任のもとに、暮らしの放射線Q&Aウエブサイトを用いた一般公衆へのリスクコミュニケーション活動を現在もなお継続して実施している。本発表では、福島事故後約1年間において暮らしの放射線Q&Aウエブサイトに寄せられた約1500問の質問内容や、投稿者の属性傾向等を時系列的に整理して分析した結果について述べる。
河野 恭彦; 荻野 晴之*; 早川 博信*; 下 道國*; 谷口 和史*; 伴 信彦*
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故(以下、「福島事故」という)による放射性物質の放出に伴う人々の不安に答えるため、インターネットを通して放射線・放射能に関する正しい情報を多くの人々に発信してきた。事故直後は、日本保健物理学会のボランティアが中心となって、「専門家が答える暮らしの放射線Q&A」(以下、「暮らしの放射線Q&A」という)ウエブサイトを立ち上げ、投稿者から寄せられた質問に一つ一つ丁寧に回答してきた。本発表では、福島事故後約1年間で暮らしの放射線Q&Aウエブサイトに寄せられた約1500問の質問内容や、投稿者の属性傾向等を時系列的に整理して分析した結果について述べる。分析した結果、全期間を通して、子供を持つ専業主婦の方々から多くの質問が寄せられ、子供に対する健康影響の有無についての関心の非常に高いことがわかった。
吉武 貴康*; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 佐藤 薫; 高橋 史明; 遠藤 章; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
現在、我が国においてはCTの利用が増加しており、CT診断による被ばく線量への関心が高まっている。われわれは、2007年よりCT線量計算システムWAZA-ARIの開発を進めており、これまでにCT装置の線量に最も寄与するbow-tie filter(2次フィルター)の構造が決定する線量プロファイルについて、実測データをもとにPHITSを用いて構築した。今回、WAZA-ARIにおける線量計算精度の検証を行うため、複数のCT装置においてCTDIファントムを用いて実測を行い、PHITSによる計算結果との比較を行った。CTDIファントムの中心部での各コリメーション条件におけるPHITSによる計算値と実測値の差は2-5%の範囲であり、両者は一致していた。また、8mm, 16mm, 32mmの各コリメーション条件における実測値比についても、PHITSの計算値比の傾向と同様であった。以上の結果から、PHITSの計算値は、コリメーション条件を変更した場合においても、CTDIファントムの中心部における線量を十分に再現していることが明らかになった。
佐藤 薫; 高橋 史明; 遠藤 章; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
原子力機構では、国内におけるCT診断による被ばく線量管理に資するため、大分県立看護科学大学等との共同研究によりWAZA-ARIの開発を進め、2012年12月に試験運用を開始した。WAZA-ARIでは、平均的成人日本人男性(JM103)及び女性(JF103)ファントムと放射線輸送計算コードPHITSを組合せて計算した臓器線量データに基づく、成人男女の線量評価を行うことが可能である。今後、WAZA-ARIでは、他の体型を考慮した線量計算ができる機能を拡張する計画がある。そこで、平均的体型と異なるファントムをJM103及びJF103から変形して整備する手法を開発した。変形においては、CT撮影による被ばく線量に対し、大きな影響因子となる胴体周囲長を変化させ、内部の臓器や組織を適切に配置させた。これにより、男性(10体)及び女性(8体)のファントムを作成した。これらの体型の異なる成人男女のファントムを用いて、同一のCT撮影条件を仮定して臓器線量を評価した結果、臓器線量と体型の間の明確な相関関係を確認した。今後、作成したファントムから、その被ばく線量特性等を考慮したうえで何体かを選定し、WAZA-ARIの線量評価機能の拡張に必要な線量データの整備に利用する。
小野 孝二*; 佐藤 薫; 高橋 史明; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 亀井 修*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 遠藤 章; Lee, C.*; et al.
no journal, ,
原子力機構では、大分県立看護科学大学等との共同研究により、国内でのCT診断時の被ばく線量を正確に計算するため、WebシステムWAZA-ARIを開発し、平成24年12月より試験運用を開始した。WAZA-ARIでは、原子力機構が開発した平均的成人日本人男性(JM-103)及び女性(JF-103)ファントム、フロリダ大学が開発した4才女児ファントムを用いてPHITSコードにより計算した臓器線量データに基づき、患者の線量を評価できる。その後、想定されるニーズに対応するため、線量評価機能を拡張したWAZA-ARI2の開発を進めてきた。ここでは、成人日本人の臨床上の体型特性を考慮してJM-103及びJF-103を変形させることにより、3つの体型(小柄,大柄,特大)の男女ファントムを開発し、臓器線量の計算に利用した。また、フロリダ大学が開発した年齢別(0, 1, 5, 10, 15才)の男女ファントムについても同様に臓器線量を計算した。これらの臓器線量データをWAZA-ARI2へ格納することにより、様々な体型や年齢の患者に応じた線量計算が可能となった。特に、WAZA-ARI2はアジア人体型を考慮した成人ファントムに基づく臓器線量データにより被ばく線量を評価するため、アジアの国々でのCT撮影時の患者の被ばく線量評価に有用なツールとなり得る。
