電子密度の直接測定のための基礎的研究

概要

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重荷電粒子による放射線治療計画において、患者線量分布の正確な計算を行うために人体組織の電子密度分布の正確な測定が非常に重要となる。現在行われている電子密度の測定方法としては、電子密度測定用のキャリブレーションファントムから得られるCT値-電子密度変換テーブルをあらかじめ作成しておき、患者CT画像のCT値を電子密度変換テーブルに対応させることで、電子密度分布を間接的に決定している。しかし、CT値は実効原子番号と電子密度の両方の情報を含むため、電子密度が一意的に決まらない、CT装置の線質の違いによる機種依存性が生じる、線量分布計算の手続きが複雑、ビームハードニングの影響による精度の劣化等の問題が指摘されている。一方で、近年のDual-Energy CTの普及により臨床ベースで人体組織の実効原子番号や電子密度の推定が可能となっている。そこで、PC上でDual-Energy CTのシミュレーションを行い、投影データ領域における光電効果とコンプトン効果との分解(Decomposition)により電子密度の直接測定のシミュレーションを試み、その誤差要因について基礎的な検討を行ったので報告する。