- 使用医用直线加速器设备代替传统的钴伽马射线源可将放射治疗期间辐射测量“不确定性”的影响降低到可以忽略不计的水平
- 现在可以校准放射治疗设施中使用的多种类型的剂量计
- 使用医用直线加速器设备提高放射治疗的效率和安全性
AIST 与 Toyo Medic Co, Ltd 合作提供校准服务
米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）、分析测量标准研究部、辐射标准研究组、首席研究员清水盛人、首席研究员森下雄一郎、研究组组长加藤雅宏、副研究主任黑泽忠宏、东洋医疗株式会社医疗直线加速器设备用途广泛放射治疗我们开发了一种剂量计二次校准技术。
在放射治疗中，已知如果照射到患部的放射量不合适，治疗后癌症复发率和副作用的发生率会增加。然而，剂量测定不确定性值越大，辐照剂量的不确定性也越大。造成这种情况的原因之一是剂量计对不同类型辐射的灵敏度不同。传统上，用于剂量测量的剂量计从钴 (Co) 源发射伽马射线进行校准（伽马射线）。然而，在实际的放射治疗中，它是使用医用直线加速器设备产生的高能电子束是啊光子束等，因此在剂量测量时需要考虑辐射源的差异进行校正，这导致很大的不确定性来源。
因此，通过与东洋Medic株式会社的联合研究，我们开发了AIST的通过高精度测量来自医用直线加速器设备的电子束和光子束来进行剂量计初级校准的技术，并开发了用于各种放射治疗剂量计的二次校准的技术。通过使用这项技术，我们成功地将剂量测定的不确定度降低到不影响放射治疗结果的水平，并简化了测量程序。这使得在放射治疗部位可以比以前更准确地确定剂量，确保安全，同时提供更先进的放射治疗。
根据这一结果，东洋医疗株式会社将使用 AIST 的医用直线加速器设备（于 2025 年 2 月获得 JCSS 校准公司认证）为放射治疗剂量计提供 JCSS 校准服务。
在放射治疗中，适当控制对患者体内的肿瘤（例如癌症）照射的剂量非常重要。据报道，照射剂量降低5%，癌症复发率增加20%，照射剂量增加5%，副作用发生率增加5%1)因此，有必要准确测量治疗前后的剂量。国际原子能机构 (IAEA) 在 2016 年建议“应尽可能准确地进行放射治疗”，因为所提供剂量的不确定性会影响治疗结果。2)关于放射治疗前后进行的放射治疗设备的剂量测定，建议不确定度水平达到1%或更低，这不会影响治疗结果3)。
到目前为止，用于测量放射治疗地点剂量的剂量计都是使用钴伽马射线进行校准的。然而，实际治疗使用不同类型的辐射，例如医用直线加速器设备产生的高能光子束和高能电子束。在剂量测定中，有必要进行修正，其中包括与辐射类型的这些差异相对应的不确定性，这是增加不确定性的一个因素。此外，在实际放射治疗环境中使用用Co伽马射线校准的剂量计时的测量过程很复杂。因此，存在难以保证照射适当的剂量的问题。
此外，常规校准中用作辐射源的Co伽马射线源等放射性同位素的供应量因国际局势的变化而猛增，导致供应不稳定。此外，核安全措施和使用后处置方法也存在问题，使得全球范围内难以继续校准使用放射性同位素作为辐射源的剂量计。
AIST 开发了一种技术，可安装与 AIST 内放射治疗设施中使用的相同类型的医用直线加速器装置，高精度测量来自医用直线加速器装置的高能光子束和高能电子束的剂量，并根据该测量结果对放射治疗剂量计进行初步校准。2013 年 9 月 12 日 AIST 新闻稿）。另一方面，企业引进放射控制区、医用直线加速器等专用设施和设备也比较困难，目前还没有二级校准机构利用该技术校准放射治疗剂量计并提供给全国的放射治疗机构。
这次，AIST和东洋医疗株式会社在AIST新安装了最新的医疗直线加速器设备，并利用AIST开发的技术进行联合研究，开发校准全国放射治疗设施中安装的各种放射治疗剂量计的技术。
使用称为医用直线加速器装置的机械辐射发生器代替钴伽马射线源等放射性同位素的剂量计校准迄今为止尚未大规模进行。用机械辐射发生器替代使用放射性同位素的辐射源的技术的研究和开发正在世界范围内进行，最新成果将推动这一趋势。
AIST 根据《产业竞争力增强法》建立了允许企业利用 AIST 设施独立开展业务活动的系统。这项放射治疗剂量计的校准服务是私营公司使用该系统来利用 AIST 的辐射设施并将 AIST 的技术应用于社会的第一个例子。
到目前为止，放射治疗剂量计都是使用 Co 伽马射线进行校准的，这带来了剂量测定的高度不确定性问题4)AIST 开发了精确测量高能光子束和电子束剂量的技术，并开发了校准放射治疗剂量计的技术。然而，由于AIST可校准的放射治疗剂量计的类型和数量有限，因此很难提供全国性的校准服务（图1）。
图1高能光子束和电子束放射治疗剂量计校准服务的供应系统
因此，AIST 和 Toyo Medic Co, Ltd 开始了旨在将校准服务商业化的联合研究。我们开发了一种新的校准技术，通过同时获取输送剂量的输出和放射治疗剂量计测量的输出，并高速、高精度地比较两者，有效地确定放射治疗剂量计的校准常数（图2）。该技术使得校准该公司销售的典型放射治疗剂量计成为可能，并且通过对放射治疗剂量计校准系统进行示范测试，该公司成功地显着增加了可校准的放射治疗剂量计的类型和数量。东洋医疗株式会社决定利用与 AIST 设施的联合研究成果，启动放射治疗剂量计的 JCSS 校准服务。
图2 放射治疗剂量计的校准方法
AIST 和 Toyo Medic Co, Ltd 开发了一种系统，通过同时获取和比较医用直线加速器设备发射的剂量输出和正在校准的放射治疗剂量计测量的输出，有效地校准放射治疗剂量计。
通过使用与医院使用相同类型的医用直线加速器设备来校准各种放射治疗剂量计，简化了医院中实际测量剂量的程序，减少了人为错误的发生，并将放射治疗前后测量放射治疗设备剂量时的不确定性降低到不影响治疗的水平。1％或更少5)此外，由于我们不使用放射性同位素，而是使用医用直线加速器设备作为辐射源，因此我们现在能够在未来继续提供稳定的校准服务。此外，校准服务将使用AIST安装的医用直线加速器设备进行联合研究。通过让一级标准剂量机构AIST和二级标准剂量机构Toyo Medic Co, Ltd使用相同的设备进行校准服务，我们能够为全国医院提供更可靠的校准服务。
这是与私营公司合作利用 AIST 辐射设施并将其商业化以实现社会应用的首个案例，我们将继续致力于 AIST 辐射测量和校准技术的社会实现。
1) ICRU。 ICRU 报告 24：放射治疗过程中 X 射线或伽马射线照射患者吸收剂量的测定，1976 年。
2) 国际原子能机构。放射治疗的准确性要求和不确定性。国际原子能机构 2016 年人类健康系列； 31（31）。
3) Papanikolaou Nikos、Battista J、Jerry、Boyer L、Arthur 等人。 AAPM 第 85 号报告：兆伏光子束的组织不均匀性校正。美国医学物理学家协会放射治疗委员会第 65 号工作组报告，2004 年。
4) 日本医学物理学会编辑。外部放射治疗中水吸收剂量的标准测量方法（标准测量方法12）。国际贸易研究所，2012 年。
5) Morito Shimizu、Masazumi Ishikawa、Hiroshi Oguchi 等人。使用用医用直线加速器装置校准的放射治疗剂量计测量水吸收剂量的标准测量方法（直线加速器标准测量方法 24）。日本医学物理学会指南 2024 年。