生物物理学 · 13.09
空気中の照射線量から組織吸収線量への換算
Converting exposure in air to absorbed dose in tissue
🧠 空気中の電離から組織吸収線量 absorbed dose 吸収線量(absorbed dose) absorbed dose(吸収線量) を求めるには、電荷をエネルギーへ変え、さらに空気と組織のエネルギー吸収差を補正する必要がある。
照射線量が測るもの
照射線量exposure 照射線量(exposure)exposure(照射線量) はX線・γ線gamma radiation γ線(gamma radiation)gamma radiation(γ線) が空気中に作る同符号イオンの電荷を空気質量で割った量で、単位はC/kgである。気体電離箱gas ionization chamber気体電離箱(gas ionization chamber)gas ionization chamber(気体電離箱)で測る空気電離に基づく量であり、荷電charged 荷電(charged)charged(荷電) 粒子や組織内のエネルギー沈着を直接定義するものではない。
電荷から空気吸収線量へ
空気中で1 C/kgの電荷を作るには約34 J/kgのエネルギーが必要という平均イオン対生成 pair production 対生成(pair production) pair production(対生成) エネルギーを使う。ただし制動放射 bremsstrahlung 制動放射(bremsstrahlung) bremsstrahlung(制動放射) として逃げるエネルギーや再結合など、測定条件への補正が入る。
空気から組織へ
同じ光子フルエンス fluence フルエンス(fluence) fluence(フルエンス) でも、空気と組織では質量エネルギー吸収係数が異なる。光子エネルギーと組成に応じた係数比を用いて組織吸収線量 absorbed dose吸収線量(absorbed dose) absorbed dose(吸収線量)へ換算する。中エネルギーX線では空気カーマ・水吸収線量 absorbed dose 吸収線量(absorbed dose) absorbed dose(吸収線量) の補正係数、診断領域では後方散乱係数も評価に入る。12
⚠️ C/kgとGyを普遍的な一つの定数だけで換算せず、線質と対象物質を指定する。
まとめ
- 照射線量exposure 照射線量(exposure)exposure(照射線量) は空気中でX・γ線gamma radiation γ線(gamma radiation)gamma radiation(γ線) が生じた電荷を空気質量で割った量である。
- イオン対生成 pair production 対生成(pair production) pair production(対生成) エネルギーで空気中の電荷をエネルギーへ対応させる。
- 組織線量への換算には光子エネルギーと物質の吸収係数が必要である。
出典
- 1.Monte Carlo calculation of quality correction factors based on air kerma and absorbed dose to water in medium energy x-ray beams(Physics in Medicine & Biology・2020)中エネルギーX線の空気カーマと水吸収線量に基づく補正係数閲覧 2026-08-21
- 2.Backscatter factors and mass energy-absorption coefficient ratios for diagnostic radiology dosimetry(Physics in Medicine & Biology・2011)診断X線線量測定の後方散乱係数と質量エネルギー吸収係数比閲覧 2026-08-21