シミュレーションのすすめ

概要

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スポーツでも仕事や実験にしても初めてのことに対しては,その場を想定したイメージトレーニングやシミュレーションを繰り返し行って本番に備える.われわれ放射線を扱う者が新しい装置の使用を開始する場合,実際の患者を想定していろいろな場合の対応のシミュレーションを行う.これを十分に行っておかなければ臨床の場においてしばしば戸惑いを生ずるものである.ところで,放射線を扱う「計測」には,目的の値を直接または間接的に測る方法と,他は数値実験の一つであるモンテカルロシミュレーションがある.いずれの方法を用いるにしても,実験モデルの選択と得られたデータの判断・解釈が重要であることは前回の巻頭語「予測,計測,経験則!」(Vol.10,No2,2002)の通りである.この判断・解釈を進めて行くとき,実際の物理的な実験でなければわからないことと,シミュレーションでなければわからないことがあり,この組み合わせにより,より詳細な解釈が得られることも多い.モンテカルロシミュレーションでは単純なモデルを用いることが多く実際の実験とは何らかの差は出てくる.さらに,このシミュレーションによって得たデータが何であるかも重要である.たとえば,放射線画像を扱うときを考えてみよう.われわれが見ているものは,ディテクターで得られた何らかの出力をディジタル値に変換したあとの「モニターの輝度」または「フィルムの濃度」である.ところが,シミュレーションで得られるものはディテクターに入射したフォトンの数や吸収したX線エネルギーである.これをディテクターからの出力に変換することは大変に難しくX線のシミュレーションだけで結果を判断することは危険でもある.それでも,結果としてのデータの判断を適切に行えば実験モデルやその素材の変更はほぼ自由に行え,費用もかけずに結果を得ることができる.また,モンテカルロシミュレーションのためのコンピュータプログラムEGS4のコードは比較的簡単に利用できる.パソコンの性能が向上した今は,だれでもモンテカルロシミュレーションが使用できる環境が整った.ただ,EGS4のコードも実験道具にすぎず,これをどう扱うかは重要である.そして,この扱い方であるモデルとアルゴリズムさえ正しければ,だれが行っても同じ結果が得られる非常に再現性のよい実験方法である.それにしても,自分が光子になったつもりで一つ一つの飛跡を追いながら「次はどこで相互作用が起こるのか」とか「相互作用の型は・・・散乱方向は・・・エネルギーは」と考えると結構面白いと思うのは私だけであろうか.こんな事を日常の業務の中で考えることはないかもしれないが,この様な事を思いながら仕事をしていると,また別の発見が生まれるものである.
公益社団法人日本放射線技術学会の論文
2003-03-20

著者

丸石博文
浜脇整形外科病院

シミュレーションのすすめ

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