生物物理学 · 14.16
放射線治療におけるcollimatorとGamma Knife
Role of collimators in radiation therapy, gamma-knife
- 応用トピック
- 外部照射の原理と実際強度変調放射線治療
🧠 治療用コリメーターtherapy collimator 治療用コリメーター(therapy collimator)therapy collimator(治療用コリメーター) はビームの形と方向を標的へ合わせ、ガンマナイフGamma Knife ガンマナイフ(Gamma Knife)Gamma Knife(ガンマナイフ) は多数の細いγビームを一つの頭蓋内焦点へ交差させて高い幾何学的選択性を得る。
コリメーターの役割
開口外の放射線を吸収して照射野 irradiation field 照射野(irradiation field) irradiation field(照射野) を形成し、正常組織への不要線量を減らす。単純ブロック、マルチリーフコリメーターmultileaf collimatorマルチリーフコリメーター(multileaf collimator)multileaf collimator(マルチリーフコリメーター)、円形コーンなどがあり、半影penumbra半影(penumbra)penumbra(半影)、リーフ漏れ、位置精度が線量分布を制限する。
ガンマナイフの集束
多数のコバルト60 cobalt-60 コバルト60(cobalt-60) cobalt-60(コバルト60) 線源から出る細いビームを定位 stereotactic 定位(stereotactic) stereotactic(定位) 座標で頭蓋内標的へ集中する。各経路の線量は比較的小さいが、焦点では全ビームが加算される。原理は多方向遠隔照射 teletherapy遠隔照射(teletherapy) teletherapy(遠隔照射)の極端に精密な形である。
適応を支える条件
急峻steep (dose gradient) 急峻(steep (dose gradient))steep (dose gradient)(急峻) な線量勾配は小さく明瞭な頭蓋内標的に有利だが、標的位置ずれにも敏感である。固定、画像座標、線源・コリメーターcollimator コリメーター(collimator)collimator(コリメーター) の機械精度、独立線量確認が必要となる。近接リスク臓器 organ at risk, OAR リスク臓器(organ at risk, OAR) organ at risk, OAR(リスク臓器) の許容線量 tolerance dose 許容線量(tolerance dose) tolerance dose(許容線量) は組織反応tissue reaction組織反応(tissue reaction)tissue reaction(組織反応)から制約 Limitations 制約(Limitations) Limitations(制約) される。
まとめ
核医学診断と放射線治療では、トレーサーtracerトレーサー(tracer)tracer(トレーサー)/線源の物理、検出・画像化、線量分布を一連の過程として扱う。12
- コリメーターcollimator コリメーター(collimator)collimator(コリメーター) はビーム形状を標的へ一致させ、照射野irradiation field 照射野(irradiation field)irradiation field(照射野) 外線量を抑える。
- ガンマナイフGamma Knife ガンマナイフ(Gamma Knife)Gamma Knife(ガンマナイフ) は多数の細いビームを頭蓋内焦点へ集束 focusing 集束(focusing) focusing(集束) する。
- 高い線量勾配には同等に高い位置・機械精度が必要である。
出典
- 1.Nuclear imaging probes: from bench to bedside(Clinical Cancer Research・2007)PET・SPECTにおける放射性トレーサー、分子イメージングと定量の原理閲覧 2026-08-21
- 2.Brachytherapy evolution as seen today(Medical Physics・2023)放射線治療における線源配置、逆二乗則および線量計算の基礎閲覧 2026-08-21