放射線治療における蛍光ガラス線量計
物理技術ガイドライン

公益社団法人

日本医学物理学会

内容
第１章 はじめに............................................................................................................................. 3
第２章 機器と使用ツール .............................................................................................................. 6
第３章 取り扱い・読み取り法・メンテナンス ........................................................................... 14
第４章 線量プロトコル................................................................................................................ 23
第５章 不確かさの評価................................................................................................................ 30
第６章 第三者評価 ....................................................................................................................... 38
第７章 臨床利用........................................................................................................................... 52
第８章 まとめ .............................................................................................................................. 741日本医学物理学会 QA/QC 委員会「蛍光ガラス線量計物理技術ガイドラインワーキンググループ」

ワーキンググループ代表者
国立がん研究センター中央病院

岡本裕之

班員
八千代病院

青山裕一

京都府立医科大学附属病院

太田誠一

医用原子力技術研究振興財団

線量校正センター

奥山浩明
瀬下幸彦

株式会社千代田テクノル
医用原子力技術研究振興財団

線量校正センター

高瀬信宏

国立がん研究センター中央病院

竹森望弘

千葉大学大学院医学研究院

恒田雅人

東京ベイ先端医療・幕張クリニック

遠山尚紀

量子科学技術研究開発機構

中路拓

量子生命・医学部門 ＱＳＴ病院

国立がん研究センター中央病院

中村哲志

独立行政法人医薬品医療機器総合機構

橋本慎平

医療法人社団 昴会

平田誠

東近江市蒲生医療センター

国立がん研究センター中央病院

三笠翔平

量子科学技術研究開発機構

水野秀之

量子生命・医学部門 ＱＳＴ病院

国立がん研究センター がん対策研究所 がん医療支援部

峯村俊行

藤田医科大学安井啓祐

医用原子力技術研究振興財団

線量校正センター

山下航

2

第１章

はじめに

1. はじめに
全国放射線治療施設構造調査によると，放射線治療の実治療患者数は 20 年前に比べ 2 倍に増加している [1]．高齢化社会に突入する本邦において，侵襲性の少ない放射線治療の利用は益々増え，より安心して質の高い放射線治療が受けられる医療体制が求められている．一方，質の高い放射線治療を提供するためには，品質管理・品質保証（Quality Control・Quality
Assuarance, QC・QA）は必要不可欠である．放射線治療装置の点検，線量計測などの品質管理を通して，見えない放射線に対して安心で安全な放射線治療を実現可能としている．線量計
測で用いられる線量計は電離箱やシンチレータ，半導体検出器，ラジオクロミックフィルムなど多岐にわたる．その中でも，蛍光ガラス線量計は，放射線照射によって紫外線励起によりオレンジ色の蛍光を発する現象を測定原理に利用した線量積算型固体線量計である．他の固体線量計に比べ物理的特性に優れ，環境測定，個人放射線被ばく線量測定，放射線治療の品質管理など様々な分野で利用が進んでいる．
現在，蛍光ガラス線量計システムの生産は，国産企業が担い，研究分野・臨床普及においても本邦から世界に向けて積極的に情報発信をしている．近年，世界の放射線治療装置の第三者評価機関の役割を担っている国際原子力機関 (International Atomic Energy Agency, IAEA)
において，出力線量評価用の線量計として蛍光ガラス線量計が採用された．しかしながら，
これまで蛍光ガラス線量計の線量計測に関する包括的なガイドラインが存在しなかった．物
理的に優れている線量計でも取り扱いが不適切であれば正確な線量は計測できない．そこで2020 年，公益社団法人日本医学物理学会 QA/QC 委員会の下，蛍光ガラス線量計物理技術ガ
イドラインワーキンググループが発足した．本ワーキンググループは，蛍光ガラス線量計の専門家らで構成され，幅広い知見を集約するとともに，日常臨床で活用できるガイドラインの策定を目指した．蛍光ガラス線量計の測定原理や測定プロトコル，測定の不確かさに加え，測定時の注意点や臨床導入例についても提示している．また，初学者でも読みやすい構成に配慮し，最後の 8 章では各章での要点をまとめている．本ガイドラインが，蛍光ガラス線量計の臨床導入において一助となることを確信し，蛍光ガラス線量計の発展と普及，計測の標準化につながることを切に願う．

3

2. 蛍光ガラス線量計の開発経緯
図 1-1 にガラス線量計の開発経緯を示す．ガラス線量計の原理については半世紀以上も前から報告され，1949 年に Weyl，Schulman らが銀を含んだアルカリアルミノリン酸塩ガラスのラジオフォトルミネッセンスがあることを証明し[2]，Shulman らが線量計として応用した [3,4]．
その後，横田らは高原子番号の物質 K, Ba を含まず，Li，B を含む現在の銀活性リン酸ガラスを用いたガラス線量計を改良し，エネルギー特性や高感度やフェーディングなど物理的特性を改善した [5]．1970 年後半には，主に海外ユーザ向けの供給として，東芝硝子（現・AGC
テクノグラス）でガラス線量計の製造を継続した．1980 年代前半には N2 レーザ式読み取り装置

FGD-8 を開発した．その後，1995 年代頃に環境用読み取り装置 FGD-200 を開発し，現在のシステムの原型となった．さらに 2000 年ごろ，主に医療分野向けの小型素子システム Dose
Ace が販売され，個人線量計および環境測定のみならず放射線治療における線量計測など様々な用途で広く利用されている．2007 年には医用原子力技術研究振興財団「治療用照射装
置の出力線量測定業務（郵送測定）」の標準線量計として採用され，2020 年には IMRT 郵送調査も開始した [6]．2019 年には， IAEA/WHO の線量計測システムが熱ルミネッセンス線量計
TLD（thermoluminescent dosimeter）からガラス線量計へと更新され [7]，同年にはガラス線量計を用いた光子線治療の線量監査についての国際規格 ISO 22127:2019 が発行された [8]．
Schulman らの発見から約 70 年という長い年月を経て本ガイドラインを刊行する運びとなった．その間多くの研究者がガラス線量計の開発に携わり，ガラス線量計の発展に寄与した．

図 1-1. 蛍光ガラス線量計の開発経緯．
4

参考文献
1.

公益社団法人日本放射線腫瘍学会 日本放射線腫瘍学会 2017 年 全国放射線治療施設
構造調査の解析結果
https://www.jastro.or.jp/medicalpersonnel/data_center/JASTRO_NSS_2017_01.pdf，（アクセス日

2022 年 3 月 31 日）

2.

Weyl WA, Schulman JH, Ginther RJ and Evans L J. Electrochem. Soc. 97 (1949) 70.

3.

Schulman JH, Ginther RJ and Klick CC: J. Appl Phys. 22, 1479 (1951);

4.

Schulman JH, Shuschiff W, Ginther RJ and Attix FH: Nucleonics 11, (10) 52 (1953)

5.

横田 良助, 中島 三郎, 上杉 泰男，新しく開発した螢光ガラス線量計による低線量測定とエネルギー依存性，Radioisotopes，1961 年 10 巻 4 号 p. 387-394

6.

公益財団法人 医用原子力技術研究振興財団，https://www.antm.or.jp/index.html（アクセス日2022 年 3 月 31 日）

7.

SSDL Newsletter No. 70, IAEA, Vienna 20198.

Dosimetry with radiophotoluminescent glass dosimeters for dosimetry audit in MV X-ray
radiotherapy, ISO 22127:2019.

5

第２章

機器と使用ツール

1. 蛍光ガラス線量計（RPLD）の測定原理
蛍光ガラス線量計（RPLD: Radiophotoluminescence dosimeter）は，放射線が照射されたガラスが紫外線励起によってオレンジ色の蛍光を発するラジオフォトルミネッセンス現象（RPL:
Radiophotoluminescence）に基づく固体線量計である．蛍光ガラス線量計は，銀活性リン酸塩
ガラスでできており，銀イオンを含んでいる．図 2-1 に示すように，放射線照射によって電子と正孔が生成され，銀イオンによって捕獲され，Ag0 と Ag++の蛍光中心が形成される．蛍光中心は安定した状態であり消失することはない．しかし，外部からの刺激，つまり紫外線をガラスに照射すると励起状態となり，オレンジ色の蛍光が発生する．何度でも紫外線を照射することにより，蛍光が発生し，繰返し読み取りが可能である．また，RPL 量と線量が比例することから，線量に比例した情報が取得できる．図 2-2 に照射済みのガラス線量計と照射していないガラス線量計の紫外線照射後の様子を示したものである．照射しているガラス線量計でオレンジ色に発光しているのがわかる．これまで蛍光ガラス線量計に関する様々な研究が報告され，蛍光ガラス線量計の呼び名も統一されていないのが現状である（例えば，RGD
や RPLGD など）．本ガイドラインでは，国際規格 ISO 22127:2019 の記述に従い，蛍光ガラス
線量計を RPLD とする．読者には，今後 RPLD を蛍光ガラス線量計の名称として使用を推奨
したい．

図 2-1. ラジオフォトルミネッセンスの原理．
6図 2-2. 照射済み（上）と照射なしの素子（下）．紫外線照射後の様子．
発生したオレンジ色の蛍光は光電子増倍管により計測可能である．現在は，読み取り用の装置「DoseAce（ドーズエース）」が商用化され，γ 線・X 線，β 線などの各線量当量を測定す
る個人放射線被ばく線量計測定システム，自然環境・作業環境での γ 線・X 線を測定する環境モニタリングシステム，診断放射線量から治療レベルの高線量の評価など，様々な用途で利用されている．読み取りにおいては，パルスレーザ読み取り方式を採用し，自然放射線レベルの低線量域から放射線治療などで用いられる高線量域（10 Gy または Sv）までの広範囲を高精度で測定できる．さらに，高線量オプションでは 100 Gy まで測定可能である．その他の周辺機器としては，ガラス線量計リーダの他に読み取りマガジン，アニール用電気炉，プ
レヒート用恒温器などがある．詳細は次の節を参照されたい．

2. ガラス線量計素子（GD-300 シリーズ）
ガラス線量計素子はガラス素子とホルダー（ケース＋キャップ）から構成され，ガラス素子 ID（刻印）の有無，ガラス素子のエネルギー特性を考慮したホルダー内部の低エネルギー
補償フィルタの有無により 4 種類ある (図 2-3, 表 2-1)．

図 2-3. ガラス線量計素子の構造と種類．グリーンが GD-301，ピンクが GD-302M，
ブルーが GD-351，オレンジが GD-352M．
7

表 2-1. ガラス線量計素子の仕様
GD-301型式
低エネルギー補償フィルタ
素子上の ID 刻印

GD-302M
無

無

有

無

有

γ・X 線
10 μGy（μSv）～10 Gy（Sv）

標準モード
高線量モードGD-352M
有測定線種
測定線量範囲GD-351

1Gy（Sv）～100 Gy（Sv）―

参考値として～500 Gy（Sv）

ガラス素子サイズ［mm］

φ1.5 ×8.5

φ 1.5 ×12

φ 1.5 ×8.5

φ 1.5 ×12

ホルダーサイズ［mm］

φ 2.8 ×9.5

φ 2.8 ×13

φ 4.3 ×12

φ 4.3 ×14.5

ホルダーサイズ色

グリーン

ピンク

ブルー

オレンジ

主な用途

高線量・高エネルギー用（治療線量評価用）

広範囲エネルギー用ホルダー内部にフィルタあり（診断線量評価用）

2.1. ガラス線量計素子（GD-300 シリーズ）の取扱方法
ガラス素子に汚れ・欠けがある場合は，励起光が拡散され正確な読み取りができない恐れがある．特にレーザ入射端面及び素子側面は注意が必要である．またガラス素子を取り扱う
場合，手で直接触れずにピンセット等を使用する．


ガラス素子の汚れは無水エタノールで湿らせたクリーンペーパーで拭き取る．



ガラス素子は必ずホルダーに入れた状態で素子ケースに入れて保管する．



高温多湿の場所に放置するとガラス素子の表面に白曇りが発生する恐れがあるため，デシケータ等で温度 35 度以下・湿度 60％以下に管理された場所に保管する．



水中などで使用した場合は，ガラス素子の水分を十分に拭き取るとともにホルダー内部を十分に乾燥させてからガラス素子を収納する．ガラス素子の水分除去は無水エタノー
ルで湿らせたクリーンペーパーで拭き取る．

2.2. ガラス線量計リーダ（FGD-1000）と周辺機器
FGD-1000 は，ガラス線量計素子 GD-300 シリーズの読み取り用のリーダ（図 2-4）で，10
μGy から 10 Gy まで読み取り可能である．さらに，高線量対応システムのオプションを追加することで 500 Gy までの測定が可能であり，診断線量レベルから治療線量レベルまでの広範囲に対応することができる．但し，100 Gy 以上は参考測定値である．線量読み取りはガラ
ス素子を読み取りマガジンにセットすることにより自動で実行され，最大 20 素子の連続読み取りが可能である．さらに読み取り結果はリーダ制御用パソコンのコントローラー画面に表示されるとともに，データファイルとしても保存が可能である．またリーダの校正はスタンダードガラス（標準照射した RPLD）を使用して，定期的に実施され，その際にリーダに8内蔵される内部キャリブレーションガラスの値付けが自動的に行われることで，その後，日常の測定では内部キャリブレーションガラスによって自動的に校正がされる．図 2-5 に，周辺機器も含めた読み取りしシステム一式を示す．左から恒温器，電気炉，制御用パソコンとガラス線量計リーダである．

図 2-4. ガラス線量計リーダ（FGD-1000）の構造．

図 2-5. システム構成品一式．左から恒温器，電気炉，制御用パソコンとガラス線量計リーダ．
9

2.3. スタンダードガラス・内部キャリブレーションガラス・リファレンスガラス
リーダには役割に応じて 3 つのガラス素子（スタンダードガラス，内部キャリブレーショ
ンガラス，リファレンスガラス）が使用され，うち 2 つ（内部キャリブレーションガラスとリファレンスガラス）はリーダ部品として内蔵されている．図 2-6 にそれぞれの素子の外観
並びに内蔵の様子を示す．どの素子も表 2-1 のガラス素子の組成と同じ組成で構成されている．スタンダードガラスは，計量法トレーサビリティ制度に基づく認定を受けた事業者で標準照射（137Cs-γ 線）されたガラス素子であり，リーダの校正とともに，リーダ内蔵の内部
キャリブレーションガラスに値づけをしている（詳細は次節参照）．また，内部キャリブレーションガラスは，線量が付与されたガラス素子であり，特にリーダの温度特性に対する補正を行うためリーダ校正時に値づけがされ，校正時と日常使用時に自動で読み取り，値の差異に対してリーダ校正定数を決定している．リファレンスガラスは，レーザ光の出力変動による蛍光読み取り値への影響を補正するためのガラス素子であり，毎測定時のレーザ由来の蛍光検出値を取り出し，試験ガラス素子の信号との比を取ることにより出力変動の影響を補正している．
a)b)c)

図 2-6. a) スタンダードガラス（照射素子と BG：非照射素子），b) 内部キャリブレーショ
ンガラス，c) リファンレンスガラス．

2.4. ガラス線量計リーダ FGD-1000 の取扱及び保管方法
リーダは水平な安定した台に設置し，特に背面は十分な冷却能力を確保するため，リーダの周囲は 10 cm 以上空間を設ける．冷却が不十分であると固体レーザの温度が上昇して動作不良の原因や固体レーザの寿命が著しく短くなる恐れがある．
10

測定の安定のため，電源を入れて約 15~30 分後から使用する．



使用環境温度が 18~35 度の範囲外ではレーザの保護機能が働き，レーザの発振ができな
い場合があるため，この場合は使用環境温度を 18~35 度にしてからリーダの電源を入れ直す．



固体レーザをより長く使用するために，リーダを使用しないときはリーダの電源を切る
ことが推奨される．

2.5. 読み取りマガジン
ガラス線量計リーダ（FGD-1000）での線量読み取りのためにガラス素子を入れるマガジン
で 20 個のガラス素子をセットできる（図 2-7）．ガラス素子の長さに応じて 8.5 mm 用と 12mm 用の 2 種類がある．また，オプションの高線量機能を使用する場合には高線量用マガジンを使用する．
・ 読み取りマガジンは測定の目的に応じたものを使用し，ガラス素子は読み取りマガジンの溝に確実にセットする．
・ 汚れなどの付着により読み取り誤差の原因となるため，ガラス素子は素手で取り扱わな
い．
・ ID 付きのガラス素子の場合は，読み取りマガジン上に示されている ID 側にガラス素子の ID が向くようにガラス素子をセットする．

図 2-7. 左の写真は 8.5 mm と 12 mm の読み取りマガジン（それぞれ上段は標準，下段は高線量用）．右の絵は標準と高線量読み取りマガジンの外観．
11

(i)

標準読み取りマガジンで読み取りする場合
10 Gy 以下の測定を行なう場合は，標準読み取りマガジンを使用する．照射時はキャップが緩み外れないよう注意し，ガラス線量計素子全体に均一に照射し，図 2-8 の「読み取り範囲」が照射される様にする．
(ii)

高線量読み取りマガジンで読み取りする場合

10 Gy を越える高線量で照射されたガラス素子は，読み取り時に発生する RPL 量が大きく，
またガラス素子の着色による励起用紫外線レーザ光の透過率減衰が大きくなるため，高線量用読み取りマガジンを使用する．このマガジンは，読み取り範囲を小さくすることで読み取り感度を調節している．具体的には読み取りマガジンのガラス素子へのレーザ入射側に小さな蛍光検出穴（コリメータ）が設けられており，また検出位置はレーザ光の減衰をなるべく少なくするためにレーザ入射端付近に設定されている（図 2-7）
．GD-301 または GD-302M を使用して，高線量照射を行う時の照射中心は図 2-8 右に示す位置になる．但し，ガラス線量計
素子全体に均一照射される場合は，特に考慮する必要はないが，以下の点に注意する．
・ 高線量用マガジンは高線量対応システム付のリーダでのみ使用できる．
・ ID 付きの線量計素子（GD-302M）の場合には読み取りマガジンに示されている ID 側にガラス素子の ID が向くようセットする．
・ 読み取り箇所が小さいため，必ず読み取り箇所が照射されている事を確認する．
・ 低エネルギー補償フィルタ付の線量計素子（GD-351,GD-352M）は使用しない．これは，
高線量用マガジンでは読み取り箇所が異なり，正しい読み取り値が得られない場合がある．

図 2-8. 標準読み取りマガジンと高線量読み取りマガジンによる読み取り範囲．

2.6. 低エネルギー補償フィルタ
ガラス線量計素子は，Ag などの高原子番号が微量に含まれているため，低エネルギーである kV 領域で光電効果の影響を受け感度が増す．最大でも 4 倍程度も感度が増加する可能性があるため [1]，ガラス素子周辺に金属のフィルタを設けることによって，低エネルギー成分を除去し，感度上昇を抑制する試みが行われている．現在，主に Sn（スズ）で作成された低エネルギー補償フィルタ（厚み 0.75 mm）を内蔵した広範囲エネルギー用ホルダー（表 2-1 のGD-351 と GD-352M が該当）が提供され，主に kV の診断領域で用いられている．実際の臨床利用については第 7 章の「診断領域での RPLD の使用」で述べる．
12

3. 補助ツール
3.1.ピンセット
ガラス素子を取り扱う場合は，竹やプラスチック製のピンセット，または吸引型のピンセ
ットを使用する．金属製のピンセットはガラス素子を傷つける恐れがあるため使用しない．

図 2-9. 上がプラスチック製のピンセット（推奨），下が金属製のピンセット．

3.2.超音波洗浄機
ガラス素子の汚れには超音波洗浄が有効である．洗浄機のマニュアルに従い規定量の中性
洗剤液（約 0.2%）を投入し，プレヒートトレイなどに載せたガラス素子を洗浄機に設置して約 2 分間洗浄する．その後，蒸留水，エタノールの順に置換し，クリーンペーパーで拭き取
るか，エアスプレーや送風機にて送風乾燥させ完全に乾いた状態で使用する．定期的に超音波洗浄を行うことで，汚れによる読み取り値への影響を低減できる．洗浄は高頻度に行う必要はなく，通常の取扱いをしている場合には 1 年に 1 回程度で十分である．

参考文献
1.

Kadoya N, Shimomura K, Kitou S, et al. Dosimetric properties of radiophotoluminescent glass
detector in low-energy photon beams. Med Phys. 2012;39(10):5910-5916.

13

第３章 取り扱い・読み取り法・メンテナンス
1. 読み取り方法
図 3-1 に GD-300 シリーズを使用した線量測定の基本的な流れを示す．

図 3-1. 線量測定の流れ．

1.1 ガラス素子の外観検査（アニール前）ガラス素子に欠け・汚れ・白曇りがあると励起光が拡散され正確な読み取りが行えない恐れがあり，またガラス素子に汚れが付着したままアニールを行うと，汚れが定着してしまい除去できなくなる場合がある．図 3-2 に例を示す．使用期間の長いガラス素子が白曇りしているがわかる．アニール前に必ず欠け・汚れ・白曇りなどを確認し，欠け・白曇りのあるガラ
ス素子は使用を控え，汚れたガラス素子は汚れを取り除く必要がある．手順を次に示す．

図 3-2. 左：使用期間が長い素子，右：新しい素子．
14

手順
1.

ホルダーからガラス素子を取り出す．

2.

ガラス素子をピンセットでつまみ，素子の端面・円周面に欠け・汚れ・白曇りが無いことを目視で確認する．場合により，欠け・白曇りがあるガラス素子は使用を控える．

3.

ガラス素子に汚れがある場合は，手で触れないようにクリーンペーパーなどに包み込むようにして，エタノールを使用して取り除く．

1.2 アニール（再生処理）
ガラス素子に蓄積した積算線量はアニール（再生処理）によって消失させることができ，アニール用マガジンは，GD-300 シリーズのガラス素子のアニール（再生処理：400 度加熱）用の専用金属容器である（図 3-3）
．ガラス素子をホルダーから取り出し，アニール用マガジ
ンにセットした後，アニール用電気炉に入れて加熱処理する．なお，ガラス素子は必ずアニールを行ってから使用する．積算線量が消失されていない状態で低線量の照射試験をし，これを読み取る場合は精度の高い照射線量を算出することができない恐れがある．
手順
1.

ガラス素子やアニール用マガジンに埃やゴミが付着している場合，アニール時に焦げとなり信号変化が発生するため，クリーンペーパーなどで取り除く．

2.

ホルダーから取り出したガラス素子をアニール用マガジンに並べ，電気炉に１つだけセ
ットする．

3.

表 3-1 の条件にてアニールを実施する．なお，メーカーによるアニール処理設定時間は、
昇温（開始温度~400 度）を 40 分間，その後処理素子の線量により保持（400 度）を 20 分
間もしくは 60 分間である．
表 3-1. アニールの条件
線量～1 Gy
1 Gy～500 Gy

4.

投入・取出温度 設定温度 保持時間
40 度以下

400 度

20 分
60 分

アニール完了後，電気炉の電源を切り，扉を閉じた状態で自然冷却する．充分冷めたことを確認し（40 度以下が目安）アニール用マガジンを電気炉から取り出す．

5.

更に室内にて放置し室温まで冷却する．

15

図 3-3. アニール用マガジンとアニール用電気炉．
注意・ 埃やゴミが付着した状態でアニールすると高温で溶解し，ガラス素子に固着する恐れがある．
・ 40 度以上で投入・取出を行うとガラス素子が熱衝撃により破損する恐れがある．
・ 設定温度が高すぎる（約 430 度以上），また保持時間が長すぎる場合は（約 8 時間以上），ガラスが溶ける恐れがある．逆に，設定温度が低すぎる，または，保持時間が短すぎる場
合は，積算線量を完全に除去できない場合がある．
・ アニール用マガジンは炉内奥にある温度センサに接触しないように設置する．また段積みした場合，電気炉の温度制御が正常に行えずガラス素子が溶ける恐れがある．
・ 高温のガラス素子を読み取りマガジンにセットするとマガジンが熱で変形する恐れがある．

1.3. 初期値読み取り
RPLD は積算型の線量計であるため，照射前の読み取り値と照射後の読み取り値を差し引くことで照射線量を算出する．この照射前の読み取りを初期値読み取りという．また RPLD
は，アニールを行うことで初期状態に戻すことができるが，ガラス素子自体が約 10~30 μGyの蛍光成分（プレドーズ）を持つため，アニール直後であっても初期値読み取りは必要である．
さらにアニール直後に初期値読み取りを行うことによって，ガラス素子が正常に機能するか確認する事ができ，ガラス素子に汚れ・欠け・白曇りがあると初期値が 10~30 μGy の範囲から外れる傾向がある．汚れがある場合は必ず汚れを取り除いてから再度初期値読み取りを行
い，場合により，汚れが除去できないものや，欠け・白曇りのあるものは使用を控える必要がある．図 3-4 に読み取りマガジンと装置へのセット手順を示す．

16

手順
1.

ガラス素子をピンセットでつまみ，素子の端面・円周面に欠け・汚れ・白曇りが無いことを目視で確認する．場合により，欠け・白曇りがあるガラス素子は使用を控える．

2.

読み取りマガジンにガラス素子をセットする（図 3-4）3.

初期値読み取りは，標準用マガジンを使用する．高線量の照射を行う場合でも，標準用マガジンを使用する．ただし，高線量の照射を行う場合の初期値読み取りは，ガラス素子の欠陥確認のみを目的としており，初期値を照射線量算出には使用しない．

4.

モードと読み取りパラメータを選択，読み取りマガジンをセットし測定する．測定中は
図 3-5 に示すように読み取りマガジンが取り付け台とともに移動し，ガラス素子を順番に読み取る．

5.

初期値読み取り後は，ガラス素子を読み取りマガジンからホルダーに収納する．

図 3-4. 読み取りマガジンとリーダへのセット手順
a)

b)

c)

d)

図 3-5. 読み取り時の読み取りマガジンの移動．ID 1 から 20 へと読み取る (a から d)．
注意・ 使用するガラス素子に対して，適切なモード設定と読み取りパラメータ，読み取りマガジンを選択する．
・ ID 付きの線量計素子（GD-302M，GD-352M）の場合は，読み取りマガジンの［ID 側］にガラス素子の ID が向くよう配置する．
17

・ 初期値が約 10~30 μGy の範囲から外れた場合，ガラス素子を目視で再度確認し，場合により使用を控える．

1.4. 使用（照射）初期値読み取りの完了したガラス素子に対して，ガラス線量計素子のエネルギー特性や方向特性などを考慮しながら，使用（照射）する．なお，円回転方向の方向依存性は 30 keV 以
上のエネルギーで±3%内であり，長軸回転方向の方向依存性は 137Cs-γ 線の場合でも測位方向に対し 0 ~ -10％程度である．
注意・ 振動・衝撃を伴う箇所に設置して使用する場合には，ホルダーのキャップの緩みや外れにより，ガラス素子がホルダーの適切な位置からズレ，読み取り精度に影響を与える恐れがある．
・ ホルダーを使用せずガラス素子のみで使用する場合は，欠け・汚れなど充分注意し取扱う．

1.5. プレヒート
放射線が照射されたガラス素子には RPL 量が時間の経過とともに増加して安定化するというビルドアップ特性があり，この時間変化を短時間で完了させるためにプレヒートを行う．
表 3-2 にプレヒートの条件と図 3-6 にプレヒートトレイとプレヒート用の恒温器を示す．
手順
1.

照射済のガラス素子をホルダーに入れたまま，プレヒートトレイに並べる．

2.

プレヒートトレイをプレヒート用恒温器にセットする．

3.

プレヒート用恒温器の電源を入れ，下記条件にセットする．設定温度に到達したことを確認したら，そのまま所定の時間保持し，必ず使用するスタンダードガラスと同じ条件
でプレヒート処理をする．
表 3-2. プレヒートの条件
投入・取出温度 設定温度
40 度以下

4.

70 度

保持時間
30~60 分
（スタンダードガラス作成時と同じ時間）

40 度以下まで温度が下がったらプレヒートトレイを取り出し，室温下で約 30 分放置する．ホルダーが 30 度以下に下がるまでを目安とする．

18

図 3-6. プレヒートトレイとプレヒート用恒温器
注意・80 度を越えるとホルダーやプレヒートトレイが変形する恐れがあるため，処理温度が 80
度を越えないようにする．

1.6. 積算値読み取り
プレヒート後，ガラス素子は温度が高い状態だと読み取り感度が低く，読み取り値が低くなる恐れがあるため，ガラス素子が室温まで下がったことを確認してから読み取りを行う．
手順
1.

ガラス素子をピンセットでつまみ，素子の端面・円周面に欠け・汚れ・白曇りが無いことを目視で確認する．場合により，欠け・白曇りがあるガラス素子は使用を控える．

2.

読み取りマガジンにセットしたガラス素子の軸方向の位置を読み取りマガジンの溝の手
前側または奥側に揃え，ID 付きの線量計素子（GD-302M，GD-352M）の場合にはガラス素子の回転の向きを揃える（同じ条件下で読み取りを行うことにより読み取りの不確かさを低減できる）．

3.

モードと読み取りパラメータを選択，読み取りマガジンをセットし測定する．読み取り
マガジンも設置時に遊びがあるので，手前方向に押し付けるなど，常に同じ位置で読み取りを行う工夫をすることにより読み取りの不確かさを低減させる．

4.

読み取りが完了したら予め読み取ってある初期値を差し引いて照射線量を算出する．
照射線量 ＝ 積算値 － 初期値

注意(3 − 1)

・ 使用するガラス素子に対して，適切なモード設定と読み取りパラメータ，読み取りマガジンを選択する．
・ ID 付きの線量計素子（GD-302M，GD-352M）の場合には，読み取りマガジンの［ID 側］にガラス素子の ID が向くようセットする．
19

2. 読み取り方法とメンテナンス
2.1 スタンダードガラスと校正条件（モード）
ガラス線量計リーダ（FGD-1000）は，標準照射（137Cs-γ線）したスタンダードガラスを用いて，校正条件を変えた最大 4 条件まで校正を行うことができる．これら 4 つの校正条件のことをモードと呼ぶ．ガラス素子の蛍光読み取り値を線量値（標準照射での空気カーマ）に換算した値（R）は，次の式により算出される．

𝑅𝑅 = 𝑚𝑚𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 × �

𝐻𝐻𝑠𝑠𝑠𝑠� × 𝑛𝑛𝑐𝑐
𝑚𝑚𝑠𝑠𝑠𝑠(3 − 2)

msamp：測定する線量計（試験素子）の蛍光読み取り値

Hst：スタンダードガラスの線量値（初期線量値並びにバックグランド補正後）
mst：スタンダードガラスの蛍光読み取り値
nc：リーダ校正定数
スタンダードガラスによって校正を実行するとき，校正を行うまでの経過日数によって，増加するバックグラウンドを補正する必要がある．式 3-3 で示すように，設定した標準照射線
量値にバックグランド分を加算補正した値 Hst が用いられる．
𝐻𝐻𝑠𝑠𝑠𝑠 = 𝐻𝐻𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 + 𝐻𝐻𝑠𝑠𝑠𝑠0 + (𝑑𝑑𝑠𝑠𝑠𝑠 ⁄30) ・𝑡𝑡𝑠𝑠𝑠𝑠

Hstu： スタンダードガラスの標準照射線量値(3 − 3)

Hst0： 照射前スタンダードガラスの初期線量値（メーカー標準値：15 μGy）
dst：

スタンダードガラスのバックグランド補正係数，30 日間あたりのバックグランド線量値（メーカー標準値：50 μGy / 30 日間）
tst： スタンダードガラスの照射後の経過時間(日)また，スタンダードガラスによって校正時に値づけされた内部キャリブレーションガラス
は，リーダの温度特性に対して，適宜リーダを自動校正して線量読み取り値を補正する．この自動校正とは，測定毎にキャリブレーションガラスを自動読み取りすることにより，校正時との読み取り値の蛍光読み取り値の比をリーダ校正定数 nc として自動算出する．

𝑛𝑛𝑐𝑐 =

𝑚𝑚𝑐𝑐
𝑚𝑚𝑐𝑐′(3 − 4)𝑚𝑚𝑐𝑐 ：スタンダードガラスによる校正時の内部キャリブレーションガラスの蛍光読み取り値

𝑚𝑚𝑐𝑐′ ：自動校正実行時の内部キャリブレーションガラスの蛍光読み取り値

20

(i)

スタンダードガラスの選択
メーカーから提供される標準読み取り用スタンダードガラスは，計量法トレーサビリティ

制度に基づく認定を受けた事業者で標準照射（137Cs-γ線）されている．
表 3-3. スタンダードガラスと線量計素子の対応表
校正に使用したスタンダード線量計素子
標準読み取り用

高線量読み取り用

読み取りできる線量計素子（6 mGy，Free Air） （2 Gy，Free Air）
GDS-301-A

GDS-301-AH

GD-301・GD-302M

GDS-351-A―

GD-351・GD-352M

GDS-302-A

GDS-302-AH

GD-302M

GDS-352-A―

GD-352M(ii) ユーザによるスタンダードガラスの作成方法
DoseAce システムは，ユーザによる照射条件で作成したスタンダードガラスでもリーダを校正することができ，ユーザの照射条件に則した読み取りが可能である．

2.2. 内部キャリブレーションガラス
リーダに内蔵される内部キャリブレーションガラスは，ガラス線量計素子と同じ組成のガラス素子が使用されるため，耐湿性が低く，ガラス表面が白曇りしやすい性質がある．そのため，表面が白曇りすると蛍光強度に影響し，経験的に，リーダの使用環境によりガラス表面の劣化の進行が異なるが，交換時期 1 年は推奨交換時期となり，メーカーによる保守点検と併せて推奨される．

2.3. 内部キャリブレーションガラスを使用しない測定方法
内部キャリブレーションガラスを使用するとリーダの感度が自動的に補正されるが，内部
キャリブレーションガラス自身の読み取りのばらつきが全素子に適用されるため，1%レベルで読み取り値が変動することがある．よりバラつきの少ない高精度な出力を得る方法の一つとして，内部キャリブレーションガラスを使用しない方法もある．ユーザが既知の線量を照射したスタンダードガラスを作成し，線量測定用のガラス素子と一緒に読み取りマガジンにセットして読み取りを行うことで，よりリーダの感度変化を精度良く補正した読み取りが可能となる．その場合は内部キャリブレーションガラスを使用せずに，次式によって照射線量（D）を算出することができる．

𝐷𝐷 =𝐷𝐷𝑠𝑠𝑠𝑠 × 𝑚𝑚𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠
𝑚𝑚𝑠𝑠𝑠𝑠(3 − 5)21

Dst：スタンダードガラスに照射した既知の線量．
msamp：測定する線量計の蛍光読み取り値．
mst：スタンダードガラスの蛍光読み取り値．
注意
内部キャリブレーションガラスを使用しない場合，リーダの自動校正機能を OFF にして読み取りを行う必要がある．
この測定方法では以下のようなメリットがある．
・内部キャリブレーションガラスの劣化やばらつきの影響を受けない．
・定期的にスタンダードガラスを更新することで校正素子のフェーディングを無視できる．
・校正素子を複数本用意でき，測定の不確かさを低減できる．

2.4. リファレンスガラス
リファンレンスガラスは，リーダの励起紫外線源であるレーザ光の出力変動による読み取り値への影響を補正するためのガラスである．励起レーザ光は，半透鏡により一部分割反射
され，リファレンスガラスを励起する．このリファレンスガラスの蛍光の積分値（リファン
レンス値，REF 値）を取出し，常にサンプル側信号強度との比をとることにより，出力変動による読み取り値への影響を補正する．またリファレンスガラスも線量計ガラスを使用しているため，耐湿性が低く，ガラス表面が白曇りしやすい性質であるが，リファレンスガラス
は劣化があっても，測定する線量計の線量読み取り値に直接的な影響が少ないため経験的に，交換時期 3 年は推奨交換時期となり，内部キャリブレーションガラスとともに，メーカーによる保守点検と併せて推奨される．

22

第４章

線量プロトコル

1. 線量プロトコル
第 3 章に記載の校正方法は，標準照射（137Cs-γ線）で得られた空気カーマを用いる場合で，高エネルギーX 線治療においては，ユーザで決定する水吸収線量で校正を行う場合があるため，第 3 章とは異なる線量プロトコルが用いられる．
水吸収線量 Dw,i は，ガラス線量計素子 i の読み値の平均値 Mi を用いて次式で表される．
𝐷𝐷𝑤𝑤,𝑖𝑖 = �𝑀𝑀𝑖𝑖 ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑖𝑖 − 𝑀𝑀0,𝑖𝑖′ ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑖𝑖′ � ∙ 𝑁𝑁D,r ∙ 𝑓𝑓en ∙ 𝑓𝑓p ∙ 𝑓𝑓lin

ここで各係数は下記の通りである．

(4 − 1)𝑀𝑀0,𝑖𝑖′ ：バックグラウンド素子 i′ の読み値

𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑖𝑖 ：素子 i の感度補正係数

𝑁𝑁D,r：基準線質における RPLD 校正定数

𝑓𝑓en ：線質補正係数

𝑓𝑓p ：ファントム補正係数

𝑓𝑓lin ：リニアリティ補正係数

1.1. 読み値の平均値 Mi

Mi は RPLD の複数回の読み値の平均値である．これはリーダ設定における 1 測定内の繰り返し読み取り数分の平均値だけでなく，素子の位置・回転などによる影響を軽減するための追加の読み取り実施も含めた読み値の平均値である．以後も同様の解釈とする．

1.2. バックグラウンド
M0,i’ はバックグラウンド素子 i′ の読み値の平均値である．バックグラウンド素子とは，照射していない素子を指し，図 5-1 では 1 番と 20 番目の素子の信号である．

1.3. 素子毎の感度補正係数（Sensitivity Correction Factor; SCFi）
素子毎の感度の違いを補正するために，感度補正係数 SCF を用いる．この補正係数を求めるためには，20本のガラス素子1セット毎に一様な照射場で照射を行い，20本の素子の読み取りを行う．SCFをそれぞれの素子に乗じることにより，各素子の読み値が，20本の素子の読み値の平均値になる．照射野内に分布がある場合には，小型電離箱線量計などを用いて実測をし，補正を行う．1セット20本の素子の感度補正係数は標準偏差で約1%であるが，最大・最小では10%を超える場合もある．感度補正係数は新しい素子購入時は複数回行って値が安定しているかを確認するのが望ましい．またその後は定期的（1～2年に1回等）に更新するか変化がないことを確認する．
23

1.4. 基準線質における RPLD 校正定数 ND,rRPLDの読み値を校正するために，RPLD校正定数を乗じる．基準線質で既知の水吸収線量を照射された標準素子（第3章のスタンダードガラスに相当）の読み値から校正定数は算出される．基準線質としては二次標準機関（Secondary Standard Dosimetry Laboratories; SSDL）のコ
バルト/リニアック照射場が望ましいが，ユーザのリニアックX線場でも可能である．電離箱
線量計により計測された水吸収線量𝐷𝐷𝑤𝑤,𝑄𝑄0 を，照射された素子の読み値（バックグラウンド素子で補正された読み値）で割ることにより校正定数は得られる．

𝑁𝑁𝐷𝐷,𝑟𝑟 =𝐷𝐷w,Q0
𝑀𝑀Q0 ,r ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆r − 𝑀𝑀0,𝑖𝑖′ ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑖𝑖′(4 − 2)

ここで各係数は下記の通りである．
𝑀𝑀Q0, ,r：素子 r（標準素子）の読み値の平均値

𝑀𝑀0,𝑖𝑖′ ：バックグラウンド素子の読み値の平均値

𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆r および𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑖𝑖′ ：標準素子 r およびバックグラウンド素子 i’の感度補正係数

𝐷𝐷w,Q0 ：標準素子と同じ条件で照射された電離箱線量計で測定された水吸収線量

1.5. 読み取りマガジン依存性の補正
RPLD読み値は使用した読み取りマガジンの個体差および読み取りマガジンの設置位置に依存して変化する．特定の素子は特定の読み取りマガジンの特定の位置で常に読み取ることが推奨されるが，そのような運用ができない場合は，事前に読み取りマガジンの個体差・位置依存性を取得しておき，補正を行うことによりこの影響を最小化することも可能である．
ある素子をすべてのマガジン位置で読み取りを行い，それに基づいて補正を行うことなどがある．この場合でも複数の素子を使用してその平均値を採用する方がより素子の個体差も含めた補正ができることとなる．

1.6. 線質補正係数 fen
RPLDは平均原子番号が12.0と水や組織と比較して大きいため，低エネルギー光子線に対する反応断面積が大きく，電離箱線量計と比較して線質依存性が大きい．標準素子と異なる線質の放射線を照射したRPLDを読み取った際には，RPLDの線質応答を補正するために線質補正係数を乗じる必要がある．補正係数取得には，基準線質の場および測定対象となる線質の場の両方で照射された電離箱線量計の出力および同条件で照射されたRPLDの読み値が必要である．光子線治療の場合には60Coのガンマ線および公称エネルギー4～20 MVのX線が想定され，下記の式で補正係数が得られる．
24

𝑓𝑓en =

𝐷𝐷𝑄𝑄 𝑀𝑀𝑄𝑄0∙
𝐷𝐷𝑄𝑄0 𝑀𝑀𝑄𝑄

(4 − 3)

ここで各係数は次の通りである．
𝐷𝐷𝑄𝑄 および𝐷𝐷𝑄𝑄0 ：電離箱線量計で計測された各線質における水吸収線量

𝑀𝑀𝑄𝑄 および𝑀𝑀𝑄𝑄0 ：各線質において電離箱線量計と同条件で照射されたRPLDの読み値（感度補正係数およびバックグラウンドが適用された後の値）

Qはユーザが使用する線質で，Q0が基準となる線質である．RPLDの出力は照射野や深さにも依存して変化するため，補正係数はそれらの条件に関しても取得する必要がある．下の表は光子線についてのRPLDの線質補正係数をまとめた文献例である [1]．水10 cm深の60Co照射場
で校正された標準素子に対して同深さでX線を照射した素子に対する線質補正である．

表4-1.

高エネルギー光子線に対して実験的に決定されたRPLDのfenの例 [1]（RPLDは60Coのガンマ線の10 cm深，照射野φ18 cmで校正）
X線の公称
エネルギー

線質 Q

深さ

MV

fen

cm

Co

0.580

10

1.000

4

0.624

10

1.007 ± 0.005

6

0.669

10

1.014 ± 0.009

10

0.740

10

1.026 ± 0.007

20

0.791

10

1.029 ± 0.004

60

1.7. ファントム補正係数 fp
RPLD を固体ファントム内に設置して照射する場合，水との材質の違いによる線量の補正をする必要がある．補正係数は下記の式で算出される．補正係数を適用させることにより媒質が水の吸収線量を算出できる．

𝑓𝑓p =

𝐷𝐷𝑤𝑤
𝐷𝐷𝑝𝑝

(4 − 4)

𝐷𝐷𝑤𝑤 ：電離箱で計測された水中の水吸収線量

𝐷𝐷𝑝𝑝 ：𝐷𝐷𝑤𝑤 を計測した深さでの電離箱で計測された固体ファントム中の水吸収線量25

1.8. リニアリティ補正係数 flin
RPLD は他の固体線量計と比べて線量直線性（リニアリティ）に優れているが [4]，標準素子と異なる線量を試験条件にし，かつ高い精度を求める場合には，リニアリティ補正係数が必要となる．この補正係数は同一セットアップで異なる既知の線量を照射された素子の読み値から次式で得られる．

𝑓𝑓lin =

𝐷𝐷2,𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑀𝑀1,𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅∙
𝐷𝐷1,𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑀𝑀2,𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅(4 − 5)

ここで各係数は次の通りである．条件1と条件2において，電離箱とRPLDのそれぞれの比から算出できる．条件1が基準となる条件，条件2が試験条件を表す．
𝐷𝐷1,𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 および𝐷𝐷2,𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 ：各条件にて電離箱で計測された水吸収線量

𝑀𝑀1,𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 および𝑀𝑀2,𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 ：各条件で照射されたRPLDの読み値の平均値（感度補正係数は乗じた
後の値）

実際の補正係数は，得られた複数の線量レベルの補正係数を近似することにより得られる．

1.9. フェーディング補正
フェーディングとは照射後に線量計の出力信号が時間経過とともに徐々に低下する現象を言う．RPLD のフェーディングは TLD と比較して小さい．1 か月程度の期間であれば，読み取り誤差の範囲内のフェーディングしかないため，補正は不要である．古い文献によれば照射後 129 日で 1.9% [2]，150 日で 1.7% [3]のフェーディングが報告され，最近の IAEA の文献
では 100 日で 0.4%[4]と報告されている．

2.0. その他の物理特性(1) 方向特性
ガラス素子は円柱型であるため，照射方向によって出力変化が伴う．カタログからは半径方向は±5%以内，長軸方向は 0 から 12%との記載がある（図 4-1）
．文献としては，Hsu et al.
の報告 [5]より，素子の長軸に対して直交する向きを 0°，平行な向きを 90°とすると，0°を基準として 90°近傍方向からの照射に対する感度は高線量マガジンで読み取った場合，5～15%低下する．同じ 90°でも読み取り中心のある方向からは 5%減となるが，逆側からの入射に対しては 15%減となる．同論文では直交する向きについても 0°から 180°まで回転させ（半径方向），照射方向依存性について調べているが，それは±3%程度の変動で収まっている．

26

図 4-1. ガラス素子の方向特性(2) 読み取りによる信号消失および回復
蛍光中心は UV 照射による読み取りにより消失せず，繰り返し読み取り可能なことが RPLDの特性の一つとされている．しかし，実際には読み取り時に蛍光中心の一定割合が消失する．
ある素子を連続で 500 回読み取りを行った場合で，7~8%の信号消失が起こる．しかし，この信号消失は時間とともに回復する性質を持っている．例えば連続で読み取らず，3 分間隔（1回は 10 レーザパルス）で読み取れば上記の 500 回の読み取りによる信号消失は 5%程度になる．さらに 5 分間隔で読み取れば，読み取り回数 130 回に対して信号消失は 2%弱になり，30分間隔で読み取れば 130 回読み取りに対して 1%弱になる．連続読み取りでの信号消失は 1 レ
ーザパルス当たり 0.015%程度である．通常の読み取り回数 10 でレーザパルスを 3 回程度の計 30 回程度では，0.5%になり，影響は限定的である．統計誤差を小さくするために読み取り回数を上げていく場合には，読み取りと読み取りの時間間隔をある程度取ることでこの影響を小さくできる．

2. ガラス線量計校正定数の簡易法
前述の校正方法は，20 本ガラス素子（1 セット）を標準素子と試験素子とバックグラウン
ド素子に分け，感度補正係数を施すことにより 1 回の読み取り作業のなかで吸収線量を算出している．1 回の読み取りの流れで吸収線量を算出するため，リーダ内にある測定間のレーザの出力変動，アニーリングによる系統的な影響を排除できる．しかし，精度は高いが毎回標
準素子に対して照射が必要なため，実際の臨床においては簡易的な校正方法が必要な場合がある．
図 4-2 に示すようにガラス素子が設置できるファントムを用意し，校正定数を取得するた
め電離箱を用いて吸収線量を事前に測定する．同一条件でガラス素子に一様照射し，各素子の校正定数を取得する．一様照射するため，照射野の平坦度の確認をする必要がある．図 41 では照射野サイズ 10×10 cm2 であり，線量プロファイルを事前に測定し平坦度の影響は線量変化の標準偏差で 0.1%以下であることを確認した．運用にあたっては，一度アニーリングが必要なため，ガラス素子の感度の変化が考慮できない．また第 2 章に記載のリーダの温度27変化など読み取り時の環境変化に影響を受けやすい．この簡易法を採用する場合，リーダは温度管理された部屋に設置されていることが望ましい．一方，利点としてはガラス素子個々に対し校正定数を取得すれば，すべての素子を測定に使用することができ，in vivo dosimetryなど一度に多くの素子を使用する場合に有用である．図 4-3 に長期的なガラス素子の校正定
数の変化を示す．標準偏差の平均で 1.1%，最大で 2.0%の校正定数の変化が起きている．運用にあたっては，定期的な校正定数の見直しを行う必要がある．
手順
1.

ガラス線量計設置位置での吸収線量を電離箱で測定

2.

ガラス線量計を設置し，同一条件で照射

3.

吸収線量を指示値で除し，素子ごとに校正定数を決定a)b)

図 4-2. a) RPLD 設置用ファントム，中心から横方向±2.5 cm の範囲内に RPLD10 本を等間隔に配置．上下方向は中心間距離 2 cm である． b) 10 cm 深に RPLD を設置．
3.E-04

校正定数 (cGy/rdg)

2.E-04
2.E-04
1.E-042017/8/10
2017/9/28

5.E-05

2018/2/13
0.E+000510ガラス素子番号1520

図 4-3. 校正定数の変化

28

参考文献
1. Mizuno H, Kanai T, Kusano Y, et al. Feasibility study of glass dosimeter postal dosimetry audit ofhigh-energy radiotherapy photon beams. Radiother Oncol. 2008;86:258–263.
2. Tsuda M. A few remarks on photoluminescence dosimetry with high energy X-rays. Jpn J Med Phys.
2000:20(3):131-139.
3. Rah JE, Hong JY, Kim GY, et al. A comparison of the dosimetric characteristics of a glass rod
dosimeter
and a thermoluminescent dosimeter for mailed dosimeter. Radiat Meas. 2009;44:18-22.
4. Wesolowska P. Cole A, Santos T, et al. Characterization of three solid state dosimetry systems foruse in high energy photon dosimetry audits in radiotherapy. Radiat Meas. 2017;106:556-562.
5. Hsu SM, Yang HW, Yeh TC, et al. Synthesis and physical characteristics of radiophotoluminescentglass dosimeters. Radiat Meas. 2007;42:621-624.

29

第５章

不確かさの評価

本章では，国内で実施されている出力線量測定（第三者評価）の RPLD の測定の不確かさについて解説する[1]．RPLD を用いた第三者評価の詳細については第 6 章を参照されたい．

1. 標準的な出力線量測定の方法
ガラス線量計素子 20 本を施設に送付する．各素子の役割は下記の通りである．
表 5-1.各素子の役割
素子の ID用途

1

バックグラウンド素子

2 から 4

条件 1：施設が 1 Gy 照射

5 から 7

条件 2：施設が 1 Gy 照射

8 から 10標準素子：事前に第三者評価機関で 60Co を用いて 1 Gy 照射

11 から 13

条件 3：施設が 1 Gy 照射

14 から 16

条件 4：施設が 1 Gy 照射

17 から 19標準素子：事前に第三者評価機関で 60Co を用いて 1 Gy 照射

20

バックグラウンド素子

図 5-1. 第三者評価におけるガラス線量計素子 20 本の内訳
返送後，リーダに 20 本まとめてセットし，下記の手順で読み取る．
手順
1.

１素子当たり 3 回自動読み取りし（10 レーザパルス/回），発光量を記録．（20 本分）

2.

素子の回転・偏りを修正し，再度①の読み取り．

3.

上記を 3～5 回繰り返し，すべての出力を平均．

4.

下記補正係数を乗ずる．
(ア) 素子毎の感度補正係数(イ) エネルギー補正係数(ウ) ファントム補正係数305.

各条件の 3 素子出力を平均し，60Co の線量で校正．

6.

水吸収線量を算出（第 4 章参照）

2. 不確かさ2.1. 不確かさの伝搬則
出力推定値 y が入力推定値 xi の積の形で表されている場合の y の不確かさを，不確かさの伝搬則より求める．以下の式は，第 4 章の線量評価式（式 4-1）と同じ形式と言える．
𝑁𝑁

y = c � 𝑥𝑥𝑖𝑖 𝑝𝑝𝑖𝑖
𝑖𝑖=1

(5 − 1)

その相対標準不確かさ u(y) は，入力推定値の不確かさ u(xi) を用いて，下記のように表現
される．
𝑁𝑁

𝑢𝑢2 (𝑦𝑦)𝑢𝑢2 (𝑥𝑥𝑖𝑖 )
2
=
�
𝑝𝑝
𝑖𝑖
|𝑦𝑦|2
|𝑥𝑥𝑖𝑖 |2𝑖𝑖=1

(5 − 2)

今，入力推定値の各項は，1 次成分のみ（2 乗がない）であるため，𝑝𝑝𝑖𝑖 = 1であり，また，xi

も負の値をとることはないため，相対標準不確かさ(%)は式(5-3)で表現される．つまり，各成分の不確かさの 2 乗和でよいことになる．

𝑁𝑁

2

𝑢𝑢(𝑥𝑥𝑖𝑖 )�� �
� × 100
𝑥𝑥𝑖𝑖
𝑖𝑖=1(5 − 3)2.2. 不確かさの算出
表 5-2 に RPLD による水吸収線量の不確かさのバジェット表を示す．各成分の不確かさの算出方法を次に示す．

31

表 5-2. RPLD の水吸収線量の不確かさのバジェット表.
SCF: Sensitive Correcition Factor.
項目

不確かさ

(1) 出力と感度補正係数の合成不確かさ（3 素子で評価）0.33%(ア) ガラス線量計出力の不確かさ

0.16%(イ) 感度補正係数の不確かさ

0.56%

・ガラス線量計出力の不確かさ

0.16%・電離場空洞内での線量不確かさ

0.33%・長期安定性

0.42%
1.09%

(2) エネルギー補正係数の不確かさ（6 素子で評価）(ア) ガラス線量計出力と感度補正係数の不確かさ

0.33%(イ) 電離箱測定の不確かさ

1.04%

・指示値の不確かさ

0.10%・温度補正係数の不確かさ

0.11%・気圧補正係数の不確かさ

0.06%

・湿度の不確かさ

0.05%

・イオン再結合補正係数の不確かさ

0.1%

・水吸収線量校正定数

N.A.

・線質変換係数の不確かさ

1.0%

・セットアップ誤差の不確かさ

0.08%
0.26%

(3) ファントム補正係数の不確かさ(ア) 指示値・温度・気圧・湿度の不確かさ

0.24%(イ) セットアップ誤差の不確かさ

0.10%
0.54%

(4) リニアリティ補正係数の不確かさ(ア) 電離箱の実測値の比の不確かさ

0.1%(イ) RPLD の読み取り値の比の不確かさ

0.33%(5) コバルトによる標準素子照射時の水吸収線量の不確かさ

0.54%

(6)

0.24%

(7)

標準素子出力（感度係数含む）の不確かさ（𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑟𝑟 − 𝑀𝑀0,𝑖𝑖 ′ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑖𝑖 ′ ）その他の不確かさ(ア) 郵送ファントムの厚さのばらつきによる不確かさ

0.17%

0.17%

(1) から (7)の合成不確かさ

1.4%

相対拡張不確かさ (k=2)

2.8%

32

(1) 𝑀𝑀𝑖𝑖 ⋅ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑖𝑖 （式 4-1）：ガラス線量計出力×感度補正係数の項（施設照射分３素子）(ア) ガラス線量計出力の不確かさ：読み取り時に照射するレーザの出力変動に起因するため，正規分布に従うとする．5 回（各 10 回レーザ照射）読み取り×2 回の平均を真値としたときのばらつきは，480 素子の統計を取ったところ，標準偏差は 0.50%であった．実運用でも 5 回読み取り×2 回の平均を使用することより，不確かさは，
0.50/√10 = 0.16%である．

(イ) 感度補正係数の不確かさ：感度補正係数算出時にも，ガラス線量計出力を使用するため，出力自身の不確かさが独立に寄与する．上記より 0.16%とする．これにコバルト照射場の平坦度の不確かさが加わるが，平坦度は電離箱で実測したプロファイルにより補正しているため，電離箱空洞内での線量平坦度を不確かさとして加える．空洞領域では最大で 0.8%の線量勾配があり，真の値が三角分布で推定されると想定し，0.80 / 6 = 0.33(%) とする．感度補正係数の長期安定性については約 5 年分の長期トレンドから経時変化を算出し，その 1 年分の変化量を 24 セット（1 セット 20 本）分
平均して 0.42%とした．感度補正係数の不確かさは√0.162 + 0.332 + 0.422 = 0.56%

3 素子の平均を 1 条件の出力とすることより，(1)の合成不確かさは次の通りである．
(1)の合成不確かさ √0.162 + 0.562 /√3 = 0.33%(2) 𝑓𝑓en ：エネルギー補正係数の項(ア) エネルギー補正係数の不確かさ基準となるコバルトおよび対象となるエネルギーに関し，それぞれ 6 素子ずつ使用して平均することより得られる．
√0.162 × 2 + 0.562 × 2/√6 = 0.33%(イ) 電離箱の水吸収線量測定の不確かさ

電離箱で測定する水吸収線量の不確かさは次の式をもとに不確かさの伝搬式により求める．また電離箱のセットアップ誤差の影響も評価する．
Co の水吸収線量： 𝐷𝐷 60𝐶𝐶𝐶𝐶 ＝指示値×温度気圧補正係数×イオン再結合補正係数×水吸60

収線量校正定数

線質 q の水吸収線量： 𝐷𝐷𝑞𝑞 ＝指示値×温度気圧補正係数×イオン再結合補正係数×水吸収線量校正定数×線質変換係数



指示値の不確かさ；シャッター開閉またはリニアックモニターチェンバの再現性に起因するものであるが，十分変動が小さくなった後の 5 回以上の測定の平均値を使用することにより，標準偏差／√（測定回数）の値が 0.1%未満となるこ33

とから，不確かさは 0.10%とする．


温度補正係数の不確かさ；読み取り誤差が絶対温度の±0.1%として，0.1⁄√3 = 0.06%

測定中に同様に±0.5℃程度変化し得るとして，(0.5/295.2/√3) = 0.098%
合成の不確かさは √0.062 + 0.0982 = 0.11%

気圧補正係数の不確かさ；読み取り誤差±0.03 kPa として，0.03⁄√3 = 0.02%

測定中に 0.1 kPa 程度変化し得るとして，0.1⁄√3 = 0.06%



合成の不確かさは √0.022 + 0.062 = 0.06%

湿度の不確かさ；ICRU Report 31 に電離電流への影響が報告されている．湿度が10－80%として，校正値の変動は 0.05%以下となり，これを採用する．



イオン再結合補正係数の不確かさ；コバルトの場合は連続放射線であり，無視できる．X 線（線質 q）の場合は，2 種類の電圧をかけた場合の測定値より算出され，それぞれの読み値の不確かさは 0.1%未満なので，合成不確かさも 0.10%とする．



水吸収線量校正定数；コバルト・X 線照射時，双方に同じ係数がかけられるのでキャンセルされる．



線質変換係数の不確かさ；水吸収線量の標準計測法 12 によれば，1.0%である．



セットアップ誤差の不確かさ；電離箱設置時と，ガラス線量計設置時とで，±0.5
mm 程度のセットアップ誤差があり得る．0.5 mm ずれていたとして，距離の補正でコバルトの場合（SCD=80 cm），0.13%程度の誤差があり得る．
不確かさは，0.13⁄√3 = 0.08%（イ）の合成不確かさは√0.102 × 2 + 0.112 × 2 + 0.062 × 2 + 0.052 × 2 + 0.102 + 1. 02 + 0.082 × 2 = 1.04%
34

(2)の合成不確かさは √0.332 + 1.042 = 1.09%(3) 𝑓𝑓p ：ファントム補正係数の項

電離箱の水吸収線量測定の不確かさから導かれる

水中の水吸収線量𝐷𝐷w＝指示値×温度気圧補正係数×イオン再結合補正係数×水吸収線量

校正定数×線質変換係数

固体ファントム内の水吸収線量 𝐷𝐷T＝指示値×温度気圧補正係数×イオン再結合補正係数×水吸収線量校正定数×線質変換係数

本測定では固体ファントムはタフウォータ（京都科学）を使用している．
(ア) 指示値・温度・気圧・湿度の不確かさ：(2)と同様に�0.102 × 2 + 0.112 × 2 + 0.062 × 2 + 0.052 × 2 = 0.24(%)となり，イオン再結合補正係数以降の係数は水・タフウォータ内とも同じ係数を使用するためキャンセルする．

(イ) セットアップ誤差の不確かさ：
水中の測定と，タフウォータ内測定において，最大で 0.5 mm 程度のセットアップ
誤差があり得る．これは SCD=100 cm の場合，0.1%程度の誤差となる．
(3)の合成不確かさは √0.242 + 0.102 = 0.26%(4) 𝑓𝑓lin ：リニアリティ補正係数(ア) 電離箱の実測値の比の不確かさ：
同じ電離箱で異なる線量を照射した実測値の比を取ることより，校正定数などは同じ係数を使用するためキャンセルし，短時間で同じセットアップのまま照射されること
より温度・気圧・湿度の不確かさも無視する．各照射時の指示値の不確かさのみが残り，それを 0.1%とする．
(イ) RPLD の読み取り値の比の不確かさ：
読み取り値の不確かさおよび感度補正係数の不確かさに(1)で求めた値を使用する．

2(4)の合成不確かさは �0.12 × 2 + �√0.162 + 0.562 /√6� × 2 = 0.54%※この不確かさ推定に使用された国内の出力線量測定例では，2021 年時点でリニアリティ補35

正は適用してない．理由としては，ユーザに照射を依頼する線量と同じ線量を標準素子に照射して RPLD を校正しているため，±5%以内程度の差ではリニアリティの影響は有意ではない（0.1%未満）との検証結果に基づいている．もし，RPLD へ照射される線量が標準素子の線量と 10%以上異なる場合は補正が必要であり，その場合にはここで評価した不確かさを加味する必要がある．本ガイドラインでは参考のためこの係数を加味した形で不確かさを計算した．
(5) コバルトによる標準素子照射時の水吸収線量の不確かさ：
RPLD 校正定数𝑁𝑁𝐷𝐷,𝑟𝑟 の分子成分（コバルトによる標準素子照射時の電離箱測定値）であり，電離箱の実測値の不確かさから導かれる．
(2)の(イ)60Co の水吸収線量の不確かさであり，
これは国内の二次標準機関において校正された線量計を用いていることより，0.50%となる．また，線量計の長期安定性については片幅 0.2%の矩形分布の確率密度を想定し，0.2/√3 = 0.12(%)とする．

(5)の合成不確かさは √0.102 + 0.112 + 0.062 + 0.052 + 0.52 + 0.122 = 0.54%(6) 標準素子の不確かさ（感度係数含む）

RPLD 校正定数𝑁𝑁𝐷𝐷,𝑟𝑟 の分母成分（式 4-2 参照，コバルトによる標準素子照射時のガラス出力×感度補正係数 6 素子の平均値）(6)の合成不確かさは，(1)と同様に求めて，√0.162 + 0.562 /√6 = 0.24%(7) その他の不確かさ：(ア) 郵送ファントムの厚さのばらつきによる不確かさ
郵送ファントムの厚さのばらつきが挙げられ，タフウォータは，総じて±0.5 mm 程度の精度で加工されているとすると，コバルト線量で±0.3%程度，10MV で±0.1%程度の線量の変化となる．最大である 0.3%を採用する．
(7)の合成不確かさは 0.3⁄√3 = 0.17%(1)～(7)の合成不確かさは下記の通りとなる．
�0.332 + 1.092 + 0.262 + 0.542 + 0.542 + 0.242 + 0.172 = 1.43%

本出力線量測定における合成した不確かさは

1.4%

とする．

k＝1 として，相対標準不確かさ 1.4%を測定証書に記載する．
36

参考文献
1. Mizuno H, et al. Analysis of the uncertainties in the dose audit system using radiophotoluminescentglass dosimeters in Japanese radiotherapy units. Radiat. Meas. 2022 accepted.

37

第６章

第三者評価

1. 概要
放射線治療分野においては古くから第三者評価機関による治療装置の出力線量測定（以下，第三者評価）が郵送や訪問の形式で行われている．代表的な例として IAEA/WHO による TLD（thermoluminescence dosimeter）などを用いた郵送調査は，1969 年の本格的な開始以来，50 年
間で 135 ヶ国，2300 を超える医療機関にて約 4400 台の装置で実施された．この他に世界各国・地域内で第三者評価プログラムがそれぞれ稼働しているが，その多くが TLD を用いた郵送調査であった [1]，本邦において第三者評価がようやく普及し始めた時期は，Mizuno et al.によって新たに開発された RPLD を用いた郵送調査手法 [2, 3]が，医用原子力技術研究振興財団（財団）において事業化された 2007 年である．財団における RPLD を用いた郵送調査の実績を図6-1 に示す．開始以来，実施数は増加傾向にあり，2019 年度までに 574 の医療機関で実施された．この実績が評価され，現在では IAEA のレビュー[4]において，本邦は第三者評価プログラ
ムが稼働している国・地域として認められている．RPLD の利用において，郵送調査は最も先行した分野の一つである．2017 年，本邦での実績の影響もあり，IAEA/WHO の線量計測シス
テムは TLD から RPLD へ更新され [1]，2019 年には RPLD を用いた線量計測は ISO 22127:2019
として国際標準化された[5]．本章では，財団における RPLD を用いた郵送調査について，その適用範囲および方法を紹介する．

250
201

件数

200
139

150
100
50
0

40

38

2008

2009

17
2007

49

44

2010

2011

53

2012

159
137

214

150

71

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

年

図 6-1. 医用原子力技術研究振興財団における RPLD を用いた郵送調査の年度別実施
施設数．同年度に複数回実施した施設はその複数回分を計上．

38

2. 適用範囲
財団における RPLD を用いた郵送調査の 2021 年 9 月現在の範囲を表 6-1 に示す．郵送調査は次の要領で実施される．医療機関は，放射線治療計画装置等により，表 6-1 の計測条件下でRPLD 設置位置に水吸収線量 1 Gy を与える一門ビームを計画する．次に，評価機関から郵送された固体ファントム内の RPLD を表 6-1 の計測条件のとおりに設置する．最後に治療装置を用いて，計画に従って RPLD を照射する．評価機関は，医療機関から返送された RPLD の RPL 量を測定し，RPLD に実際に与えられた水吸収線量を評価する．
表 6-1. 第三者評価における RPLD を用いた線量計測の適用範囲の例．
WFF (with flattening fillter), FFF (flattening fileter free)
線種・機種

公称エネルギー

計測条件(RPLD

RPLD によるの設置位置など)

線量(1 Gy 付近)の
相対拡張不確かさ(k=2)

X線

4～15 MV(WFF)SCD = 100 cm

10×10 cm2: 2.3%

ファントムの深さ: 10 cm

10×10 cm2 以外: 2.9%

照射野: 5×5～25×25 cm2
ウェッジ: 0°
4～15 MV(WFF)SCD = 100 cm

3.3%

ファントムの深さ: 10 cm
照射野: 10×10 cm2
ウェッジ: 15～60 °6, 10 MV(FFF)

SCD = 100 cm

3.6%

ファントムの深さ: 10 cm
照射野: 5×5～25×25 cm2
ウェッジ: 0°電子線

4～20 MeV

SSD = 100 cm

3.3%

ファントムの深さ: 校正深照射野: 10×10 cm2
Tomotherapy

6 MV

SSD = 85 cm

1.7%

ファントムの深さ: 10 cm
照射野: 10×5 cm2
CyberKnife

6 MV

SCD = 80 cm

1.8%

ファントムの深さ: 10 cm
照射野: φ6 cm
ICRP Publication 86 は，治療装置のモニタ線量計の校正結果に対する独立した検証として郵送調査を例示しており，校正結果の差異は使用検出器にも依存するが 3%以内とすべきであり，
39

また差異が 3～5%の場合は治療を行っても良いが原因が同定されなければならないとしている [6]．従って RPLD による線量の測定不確かさは 3 %程度以内であることが望ましく，実現するには RPL 量に影響を及ぼす各因子（エネルギー依存性，照射野依存性など）について適切に補正しなければならない．次項で詳説する補正方法を用いた場合の RPLD による水吸収線量の相対拡張不確かさ(k=2)は，表 6-1 のとおりである．

3. 線量プロトコル
財団ではガラス線量計素子に GD-302M を用いており，20 本のガラス素子（図 5-1，i = 1,
2, 3, …, 20）を 1 セットとし,

2 本 (i =1, 20)をバックグラウンド補正素子，6 本 (i =8～10,

17～19)を標準素子，残り 12 本 (i =2～7, 11～16)を施設照射素子に割り当てる．施設照射素子は 1 測定条件当たり 3 素子使用しているため，線量評価式 (4-1)を用いて，𝐷𝐷𝑤𝑤 = ��

3 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑀𝑀𝑖𝑖 ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑖𝑖 �3 −

�

2 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑀𝑀0,𝑖𝑖′ ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑖𝑖′ �2� ∙ 𝑁𝑁𝐷𝐷,𝑟𝑟 ∙ 𝑓𝑓𝑄𝑄 ∙ 𝑓𝑓p ∙ 𝑓𝑓lin(6 − 1)となる．∑3 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑀𝑀𝑖𝑖 ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑖𝑖 ⁄3は指定の測定点に水吸収線量 1 Gy となるように照射した施設

照射素子の RPL 量の 3 素子平均値であり，∑2 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑀𝑀0,𝑖𝑖′ ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑖𝑖′ ⁄2は未照射のバックグラウ
ンド補正素子の RPL 量の 2 素子平均値である．

またリファレンス線質による校正定数 ND,r は，

𝑁𝑁𝐷𝐷,𝑟𝑟 =𝐷𝐷𝑤𝑤, 60𝐶𝐶𝐶𝐶∑6 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑀𝑀60𝐶𝐶𝐶𝐶,𝑟𝑟,𝑖𝑖 ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑟𝑟,𝑖𝑖 ⁄6 − ∑2 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑀𝑀0,𝑖𝑖′ ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑖𝑖′ ⁄2(6 − 2)となる．𝐷𝐷𝑤𝑤, 60𝐶𝐶𝐶𝐶 はリファレンス素子 6 本に SCD=80 cm，タフウォータ深さ 10 cm における

約 1 Gy の 60Co-γ 線を照射した際の電離箱測定値である．∑6 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑀𝑀60𝐶𝐶𝐶𝐶,𝑟𝑟 ∙ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐹𝐹𝑟𝑟 ⁄6は電離箱測定後に RPLD に置き換えて同じ時間だけ 60Co-γ 線を照射した際の PRL 量の 6 素子平均値である．各種補正係数は下記のものを用いている．

3.1. 感度補正係数
感度補正係数（Sensitivity Correction Factor; SCF）は 1 セット 20 素子毎に適用される．約 1
Gy の 60Co-γ 線を一様照射したときの平均 RPL 量と各素子の RPL 量の比であり，1 年に 1 回の頻度で更新される．

3.2. 線質補正係数 fQ（高エネルギー光子線）
線質補正係数 fQ はエネルギー補正係数 fen，照射野補正係数 fA，ウェッジ補正係数 fw からなる．
40

𝑓𝑓Q = 𝑓𝑓en ∙ 𝑓𝑓A ∙ 𝑓𝑓w(1) エネルギー補正係数 fen(6 − 3)エネルギー補正係数 fen は，リファレンス条件と光子線の校正条件それぞれにおける RPLD に
よって測定された線量の比として求められ，光子線のエネルギーに依存する．線質指標 TPR20,10を用いると次式のように表される．

𝑓𝑓en �𝑇𝑇𝑇𝑇𝑅𝑅20,10 � =𝐷𝐷 60Co,RPLD
𝑀𝑀𝑄𝑄,IC �𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇20,10 �∙
𝐷𝐷 60Co,IC
𝑀𝑀𝑄𝑄,RPLD �𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇20,10 �(6 − 4)

ここで，𝐷𝐷 60Co,RPLD及び 𝐷𝐷 60Co,IC はそれぞれ 60Co-γ 線リファレンス条件における RPLD 量及び電離箱出力である．
また，
𝑀𝑀Q,RPLD 及び 𝑀𝑀Q,IC はそれぞれ線質 Q の光子線校正条件における RPLD
量及び電離箱出力である．図 6-2 に SCD =100 cm でタフウォータファントム中 10 cm において実験的に得られた fen の例を示す．

1.04

エネルギー補正係数 fen

y = -0.3058x2 + 0.5361x + 0.7903
1.03
1.02
1.01
1
0.55

0.6

0.65
0.7
TPR20,10

0.75

0.8

0.85

図 6-2. 線質指標 TPR20,10 の関数としたエネルギー補正係数(2) 照射野サイズ補正係数 fA
照射野サイズ補正係数 fA は，10×10 cm2 での電離箱出力 D10×10, IC と RPL 量 M10×10, RPLD お
よび任意の照射野 A での電離箱出力 DA,IC と RPLD 出力 DA,RPLD の比で表される．

𝑓𝑓𝐴𝐴 =

𝐷𝐷𝐴𝐴,IC

𝐷𝐷10×10,IC∙

𝑀𝑀10×10,RPLD
𝑀𝑀𝐴𝐴,RPLD(6 − 5)41

RPLD は光子線の低エネルギー成分に高感度を示し，電離箱に比べて照射野サイズの変化（散乱線成分の変化）に敏感である．したがって, 照射野サイズが大きくなるに従い fA
は小さくなる. 図 6-3 に，SCD=100 cm でタフウォータファントム中 10 cm 深さにおけるRPLD の照射野サイズ依存性の例を示す．これらの実験値より得られた照射野サイズ補正
係数 fA の近似式 (6-6)を適用している．実験値の一次近似式は厳密には照射野の一辺が 10
cm の位置で 0.0%となっていないが，これはこの実験の際のリファレンス素子 6 本の読み
取り誤差の範囲内と解釈し，fA としては強制的に 0.0%を通るように近似式を平行移動し，補正式を決定している．ここで，A は正方形照射野の一片の長さ(cm)である．また，
a0 は公称エネルギーにより表 6-2 に記載された値を用いる．
𝑓𝑓𝐴𝐴 = 1⁄�1 + 𝑎𝑎0 ∙ (𝐴𝐴 − 10)�y = 1.278E-03x - 1.432E-02

1%
0%
-1%

Varian EXL15DP

-2%
-3%
0

10
20
Side length of the square field [cm]30

Difference of the outputs between
RGD and IC(c) 10 MV
y = 6.333E-04x - 6.585E-03

2%
1%
0%
-1%

VarianClinac21EX

-2%
-3%
0

3%
y = 8.616E-04x - 7.468E-03

2%
1%
0%

VarianClinac21EX
Varian EXL15DP
Elekta Synergy

-1%
-2%
-3%
0

10
20
Side length of the square field [cm]30(d) 15 MV

3%

10
20
Side length of the square field [cm]30

Difference of the outputs between
RGD and IC

Difference of the outputs between
RGD and IC

3%

Difference of the outputs between
RGD and IC(b) 6 MV(a) 4 MV2%

(6 − 6)3%

y = 7.932E-04x - 4.220E-03

2%
1%
0%
-1%

ElektaSynergy

-2%
-3%
0

10
20
Side length of the square field [cm]30

図 6-3. 光子線に対する蛍光ガラス線量計の照射野依存性42

表 6-2. 照射野サイズ補正係数の計算に用いる定数
公称エネルギー (MV)a0 [cm-1]

4

1.278×10-3

6

8.616×10-4

106.333×10-4

15

7.932×10-4(3) ウェッジ補正係数 fW
ウェッジ補正係数 fW は，ウェッジ未挿入時の電離箱出力 D0,IC と RPL 量 M0,RPLD，ウェ
ッジ挿入時の電離箱出力 DW,IC と RPLD 出力 DW,RPLD の比で表される．図 6-4 に，照射野
10 cm × 10 cm の光子線照射時の SCD =100 cm でタフウォータファントム中 10 cm 深さにおける RPLD のウェッジ角度依存性の例を示す．物理ウェッジまたは非物理ウェッジに関わらず fw にウェッジ角度依存性は見られない．また，RPLD 出力にややばらつきがあること，及び電離箱と RPLD の出力差はエネルギーに依らずほぼ 1%未満であることから，測定値の最大幅を不確かさに含めることで fW を 1 として運用している．

𝑓𝑓𝑊𝑊 =

𝐷𝐷W,IC 𝑀𝑀0,RPLD∙
𝐷𝐷0,IC 𝑀𝑀W,RPLD

Varian EXL-15DP

1%
0%
-1%
-2%
-3%
0

15

Difference of the outputs between
RGD and IC(c) 10MV
3%
2%

45
30
Wedge Angle [deg]60

Varian Clinac21EX
Siemens Primus
Elekta Synergy
Siemens Oncor (virtual wedge)
Varian ClinaciX (dynamic wedge)

1%
0%
-1%
-2%
-3%
0

15

30
45
Wedge Angle [deg]60Difference of the outputs between
RGD and IC

3%
2%

Varian Clinac21EX(b) 6MV

Siemens Primus

3%

Varian EXL-15DP

2%

Elekta Synergy

1%
0%
-1%
-2%
-3%
0

15

30
45
Wedge Angle [deg]60(d) 15MV
Difference of the outputs between
RGD and IC

Difference of the outputs between
RGD and IC(a) 4MV(6 − 7)3%
Elekta Synergy

2%
1%
0%
-1%
-2%
-3%
0

15

30
45
Wedge Angle [deg]60

図 6-4. 光子線に対する蛍光ガラス線量計のウェッジ角度依存性
43

3.3. ファントム補正係数
RPLD の測定は，媒質は水ではなくファントム（タフウォータ）を用いている．そこで電離箱を用いて，タフウォータと水との等価性を評価し，補正係数を適用させることで媒質が水の吸収線量に変換する．式(4-4)より，ファントム補正係数は，同じ光子線場におけるタフウォー
タファントム及び水ファントムの吸収線量比で表される．

𝑓𝑓p =𝐷𝐷𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊
𝐷𝐷𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇ℎ(6 − 8)

光子線校正条件において電離箱を用いて測定された fp のエネルギー依存性の例を図 6-5 に示す．これらの実験値よりファントム補正係数 fp の近似式(6-9)が得られる．放射線治療で使用する光子線エネルギー範囲ではタフウォータの質量減弱係数は水よりも小さいため [7]，同じ
深さではタフウォータ中の吸収線量の方が小さくなる．したがって，fp は 1 よりも大きな値をとる．
𝑓𝑓p �𝑇𝑇𝑇𝑇𝑅𝑅20,10 � = 0.27772 ∙ 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇20,10 2 − 0.34608 ∙ 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇20,10 + 1.11282(6 − 9)1.015

fp (DoseWater/DoseTough)y = 0.27772 x2 - 0.34608 x + 1.11282
1.010
Water/WE
Fitting

1.005

1.000
0.60

0.65

0.70
TPR20,10

0.75

0.80

図 6-5. ファントム補正係数 fp

3.4. リニアリティ補正係数
RPLD の線量非直線性については Wesolowska らにより調べられており[8]，2 Gy を基準とした際の 3 Gy 照射では補正係数が 0.98～0.99 程度，逆に 1 Gy 照射では 1.01～1.02 程度である．
線量が 10%程度変化した場合を想定するとこの係数は 0.998～0.999 ないし 1.001～1.002 程度とかなり影響が小さい．想定される照射線量と基準線量との差が 10%以内程度の場合，RPLD の
線量非直線性は，出力変動及びその他補正係数の不確かさから見れば無視できるレベルと判断
し，直線性の補正係数 flin は 1 として運用している．
44

3.5. FFF ビーム，Tomotherapy，CyberKnife，高エネルギー電子線への適用(1) FFF ビーム
フラットニングフィルタの無いビーム (Flatteing filter free beam; FFF beam)においても，エネルギー補正係数は式(6-4)を適用することができる．その場合の照射野補正係数 fA 及び
ファントム補正係数 fp は，フラットニングフィルタの有るビームと同様に，それぞれ式(65)及び式(6-8)で求められる．式(6-10)に SCD=100 cm でタフウォータファントム中 10 cm 深さにおける fA の実験式を示す．
𝑓𝑓𝐴𝐴 = 1⁄(1 + 𝑎𝑎1 ∙ 𝐴𝐴 + 𝑎𝑎2 )(6 − 10)a1 及び a2 は公称エネルギーにより表 6-3 に記載された値を用いる．また，A は正方形照
射野の１辺の長さ(cm)である．また,6 MV-FFF 及び 10 MV-FFF のファントム補正係数 fp は実験的に得られた代表的な値としてそれぞれ 1.0043 及び 1.0054 を利用することができる．
表 6-3. 照射野サイズ補正係数の計算に用いる定数(FFF ビーム)
公称エネルギー (MV)a1 [cm-1]

a2

6 FFF

1.115×10-3

1.621×10-2

10 FFF

6.778×10-4

1.407×10-2(2) Tomotherapy および CyberKnife
Tomotherapy 及び CyberKnife の標準測定条件は標準計測法 12 [7]の線量測定プロトコルに従い，このときの線質変換係数 fQ は式(6-11)で表される．
𝑓𝑓Q = 𝑓𝑓en ∙ 𝑓𝑓A ∙ 𝑓𝑓Tomo or CK(6 − 11)

ここで，エネルギー補正係数 fen は，Tomotherapy は線質指標 HTTPR20,10 に 1.027 を乗じて

TPR20,10 に変換し，式(6-4)によって算出する．CyberKnife は線質指標 CKTPR20,10 が 0.62 <=TPR20,10 <= 0.66 であるとき，TPR20,10 として 0.68 を適用し式(6-4)によって算出する．照射

CK

野補正係数 fA は，Tomotherapy 及び CyberKnife の照射野(それぞれ 10 cm×5 cm 及びφ6 cm)
を等価な正方形照射野(それぞれ一片 6.7 cm 及び 5.35 cm)に変換し式(6-6)によって算出する．また，Tomotherapy 補正係数 fTomo 及び CyberKnife 補正係数 fCK は，通常のリニアックとの SCD の違いを補正する係数で，実験的に得られた値としてそれぞれ 0.9921 及び 1.0009
を適用している．
また，Tomotherapy 及び CyberKnife のファントム補正係数は通常のリニアックと同様に式(6-8)によって求めることができ，実験的に得られた値としてそれぞれ 1.0039 及び 1.0057
を適用している．
45

(3) 高エネルギー電子線
RPLD を用いた高エネルギー電子線の水吸収線量は，高エネルギー光子線と同様に式(61)によって求めることができる．線質変換係数 fQ 及びファントム補正係数 fp も同様の手順で決定され，校正条件の場合，fQ はエネルギー補正係数 fen と同値であり，線質指標 R50 [gcm2]を用いて実験式(6-12)で算出される．
𝑓𝑓𝑒𝑒𝑒𝑒 (𝑅𝑅50 ) = 2.137 × 10−4 ∙ 𝑅𝑅50 2 − 3.204 × 10−3 ∙ 𝑅𝑅50 + 1.080

また，fp は R50 を用いて実験式(6-13)で算出される．

(6 − 12)𝑓𝑓𝑝𝑝 (𝑅𝑅50 ) = 0.00007765 ∙ 𝑅𝑅50 3 − 0.001602 ∙ 𝑅𝑅50 2 + 0.008488 ∙ R 50 + 0.999

4. 線量評価と許容値(6 − 13)

線量評価では，指定の測定点に水吸収線量 1 Gy となる MU 値（計算 MU）を放射線治療計
画装置で計算し，その MU 値で照射をする．しかし，治療装置によっては小数点以下などの切り捨ての影響もあるため，実際に照射した MU 値をもとに計算線量を再計算し，これを施設の申告線量として定義する．最終的には，RPLD で測定された水吸収線量と施設の申告線量とを比較する．申告線量と RPLD 測定線量計の相違は原則としてその相対拡張不確かさ程
度を許容値と考えるのが妥当である．校正条件についての相対拡張不確かさは 2.3%であり，前述の ICRP の推奨している±3%に近い値である．現在は±3%を超えた相違を検知した場合にはヒアリングを実施している．ただし，出力測定事業としての許容範囲は現在±5%以内と設定している．これは，2007 年に本事業開始時に当時の世界各国の同様の線量監査の状況を調査し，IAEA など世界を代表する枠組みで±5%を採用していたことなども勘案し，保守的にそのように設定した．その後，ウェッジ条件や FFF 条件など，不確かさが若干大きい条件へも適用を拡大している状況もあり，同じ許容基準を継続的に採用している． 2007 年度から 2019年度までの X 線の測定結果を図 6-6，2019 年度の電子線の測定結果を図 6-7 に示す．
3000

2511

NUMBER

2500

1959

2000

1367

1500
1000
500
0

702
5

24

3
-5

-4

162
-3

-2

421

-1
0 +1 +2
DIFFERENCE[%]

+3

99

11
+4

1
+5

図 6-6. 2007 年度から 2019 年度の出力線量測定結果（X 線）
46

14

12

NUMBER

12

12

11

10
8
5

6
4
2
0

0

0
-5

1

0
-4

4

-3

1
-2

-1
0
+1 +2
DIFFERENCE[%]

+3

1
+4

0
+5

図 6-7. 2007 年度から 2019 年度の出力線量測定結果（電子線）

5. IMRT の郵送調査
近年，腫瘍に対して強度変調放射線治療（IMRT）のような線量集中性を高めた高精度放射線治療の急速な普及により，その品質管理・品質保証（QC・QA）が要求され，IMRT の第三者評価も施設の QA 施策の１つとしてその重要性が認識されるようになった．この状況に対応するため郵送による IMRT/VMAT 測定プログラムが確立された [9, 10]．欧米では疾患部位に適した IMRT として治療が行われている[11, 12]．このような高精度放射線治療を保証する
ため IROC（Imaging and Radiation Oncology Core）などの外部 QA センターでは TLD と各部位に対応した IMRT 専用ファントム（図 6-8）を用いて第三者評価機関として品質管理を行っている [13–15]．
a)

b)

c)

図 6-8. IROC の部位別ファントム a) Pelvis 用，b) Thorax 用，c) Head & Neck 用ファントム
我が国でも図 6-9 に示すような郵送測定用に製作された IMRT/VMAT（以下，IMRT）ファ
ントムを用いて第三者評価が実施されている [16]．郵送 IMRT ファントムは計画用ファント
ムと照射用ファントムの 2 種類のタフウォータ（水等価ファントム：WD タイプ）で作成されている．計画用ファントムの円柱状リスク臓器とそれを取り囲む馬蹄形ターゲットには，
47

低密度組成物質（TM ファントム）を使用することにより，CT 撮影後，OAR と PTV について施設間で同じ形状の輪郭での設定を可能にしている．
体輪郭（External, Body など），PTV，OAR の輪郭を抽出後，ファントム内は水として計算
し，IMRT の治療計画を立案する．IMRT の治療計画の線量制約を以下のように設定する．
線量制約
・ PTV に対して D95％処方で 2000 cGy
・ PTV 最大線量：Dmax (PTV) < 110%（2200 cGy）
・ OAR（リスク臓器）最大線量：Dmax (OAR) < 60%（1200 cGy）
・ 全ての最大線量（3 Dmax）は PTV 内に設定
a)

b)

c)

d)

図 6-9. a, b) 郵送 IMRT ファントム（計画用と照射用ファントム）．c, d) 計画用ファントムの内部構造は PTV と OAR の輪郭抽出のため，低密度組成物質（TM ファントム）で作成．
照射用ファントムの内部構造を図 6-10 に示す．線量評価には RPLD が用いられ，PTV には４箇所（C1~C4），OAR に１箇所の測定箇所があり，それぞれの箇所の頭尾方向に２本のガラス素子が並べられた状態で挿入されている．また，アイソセンタを通る Axial 面にはフィルム
48

が挿入され，線量分布の検証が可能である．立案した IMRT の治療計画に対する線量評価は，ガラス素子が挿入されている各位置（C1, C2, C3, C4）の点線量の平均値で比較し評価する．
尚，線量検証には，以下の検出器を使用する．また，フィルムによる線量分布評価は，Axial
面，Coronal 面において線量勾配が急峻となる部分（OAR と PTV の間）を線形近似し，処方
線量（2 Gy）に対する 60%線量点と 80%線量点での距離を求めることにより位置ズレを確認
し，ガンマ解析法と合わせて評価する．郵送ファントムに次の線量計が設置されている．
・RPLD

：

GD-302M・フィルム ： Radiochromic Film（EBT3）
a)

b)

c)

図 6-10. 照射用ファントムの内部構造．RPLD による測定位置は PTV 内（C1～C4）と OARの 5 箇所．
49

RPLD の精度を確認するため，郵送 IMRT 測定プログラムで用いたプランにおいて指頭型
電離箱 0.6 cc (PTW30013)の線量測定を実施し，両者を比較した．結果，RPLD と電離箱の比は，平均±1.96σ で 0.997 ± 0.024 となり有意差が見られなかった ( p = .175)．RPLD と治療計画装置の比較では，PTV 内で 0.1 ± 2.5% ，OAR で−2.1 ± 17.8%となり，高い測定精度で線量を確認することができた．線量分布の位置精度としては，左右方向で−0.9 ± 2.8 mm，腹背方向で 0.5 ± 1.4 mm となった．上述の郵送 IMRT 測定プログラムにおける線量評価は，各ガラ
ス素子のバラつきと表 6-4 に示した不確かさを考慮し，PTV 内の 4 点（C1, C2, C3, C4）の点線量の平均値に対して許容範囲を±3%以内とした．フィルムによる位置ずれ評価は，表 6-5 に示した不確かさを考慮して許容範囲を±3 mm 以内とし，ガンマ解析の評価基準は，Pass rate を90％以上とした．
表 6-4. 郵送 IMRT 測定における RPLD 不確かさ
項目

不確かさ

読み取り再現性（2 素子）

0.15%

感度補正係数

0.37%

校正定数

0.151%

エネルギー補正係数0.87%

ファントム補正係数0.12%

その他の不確かさ

1.00%

合成不確かさ (k=1)

2.1%

表 6-5. 郵送 IMRT 測定におけるフィルムの不確かさ
項目

不確かさ

工作精度

0.12 mm

ケガキ線幅0.29 mm

中心マーカ精度

0.29 mm

フィルム位置分解能

0.14 mm

フィルム切断制度

0.14 mm

急峻勾配位置でのフィッティング精度

0.58 mm

ロット番号別の黒化度精度

0.52 mm

合成不確かさ (k=1)

0.9 mm

参考文献
1.

SSDL Newsletter No. 70, IAEA, Vienna 20192.

Mizuno H, Kanai T, Kusano Y, et al. Feasibility study of glass dosimeter postal dosimetry audit ofhigh-energy radiotherapy photon beams. Radiother Oncol. 2008; 86: 258-263.

3.

Mizuno H, Fukumura A, Fukahori M, et al. Application of a radiophotoluminescent glass dosimeter50

to nonreference condition dosimetry in the postal dose audit system. Med Phys. 2014; 41(11):112104.
4.

IAEA , Audit availability, https://dosimetry-audit-networks.iaea.org/Home/AuditAvailability (アクセス日 2022 年 3 月 31 日)
5.

Dosimetry with radiophotoluminescent glass dosimeters for dosimetry audit in MV X-ray
radiotherapy, ISO 22127:2019.

6.

ICRP Publication 86, Prevention of Accidents to Patients Undergoing Radiation Therapy, ICRP
2000

7.

日本医学物理学会, 編. 外部放射線治療における水吸収線量の標準計測法(標準測定法
12). 東京;通商産業研究社; 2012.

8.

Wesolowska P, Cole A, Santos T, et al. Characterization of three solid state dosimetry systems foruse in high energy photon dosimetry audits in radiotherapy. Radiat Meas. 2017; 106: 556-562

9.

Mizuno H, Yamashita W, Okuyama H, et al. Dose response of a radiophotoluminescent glass
dosimeter for TomoTherapy, CyberKnife, and flattening-filter-free linear accelerator output
measurements in dosimetry audit, Physica Medica. 2021; 88: 91-97.

10. Nakamura M, Minemura T, Nishio T, et al. An on-site audit system for dosimetry credentialing ofintensity-modulated radiotherapy in Japanese Clinical Oncology Group (JCOG) clinical trials,
Physica Medica. 2016; 32: 987-991.
11. Lin A, Kim HM, Terrell JE, et al. Quality of life after parotid-sparing IMRT for head-and-neckcancer: A prospective longitudinal study. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2003; 57: 61–70.
12. Zhou J, Fei D, and Wu Q. Potential of intensity-modulated radiotherapy to escalate doses to headand-neck cancers: What is the maximal dose? Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2003; 57: 673–682.
13. Sandilos P, Angelopoulos A, Baras P, et al. Dose verification in clinical IMRT prostate incidents.
Int. J. Radiat. Oncol., Biol., Phys. 2004; 59: 1540–1547.
14. Kry, S.F, Alvarez P, Molineu A, et al. Algorithms used in heterogeneous dose calculations show
systematic differences as measured with the Radiological Physics Center's anthropomorphic thorax
phantom used for RTOG credentialing. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2013; 85(1): 95-100.
15. Carson M.E, Molineu A, Taylor P.A, et al. Examining credentialing criteria and poor performanceindicators for IROC Houston's anthropomorphic head and neck phantom. Med Phys. 2016; 43(12):6491.
16. Okamoto H, Minemura T, Nakamura M, et al. Establishment of postal audit system in intensitymodulated radiotherapy by radiophotoluminescent glass dosimeters and a radiochromic film,
Physica Medica48. 2018; 119-126.

51

第７章

臨床利用

本章では，RPLD の特性を活かした in vivo dosimetry，放射線治療の品質管理，小線源治療，
粒子線治療，ホウ素中性子捕捉療法，診断領域の RPLD を用いた測定の実施例を示す．第 4章に記載の線量プロトコルを参考に施設の測定プロトコルを確立していただきたい．なお，
第三者評価の RPLD の利用については第 6 章を参照されたい．

1. 光子線治療における in vivo dosimetry および線量検証
1.1. はじめin vivo とは，「生体内で」を意味するラテン語であり，in vivo dosimetry は線量計を用いて放射線照射中の治療患者の関心部位線量を評価することを意味する．in vivo dosimetry の歴史は古く，1961 年 B. Roswit らの報告で小体積ガラス素子型測定器を用いた報告がある [1]．
以降，小体積素子型測定器を用いた in vivo dosimetry は RPLD 以外の測定器も含め数多く報告されている．人体内吸収線量を測定可能な in vivo dosimetry は患者への投与線量の品質保証にも使用でき，有用な測定手法であるにも関わらず，様々な理由によりその臨床使用は制限されている．理由の一つに，人体内への測定器の配置が困難であることが挙げられる．本節では RPLDを用いた in vivo dosimetry の実践例をいくつか紹介する．
Chung, W.K.らは，前立腺癌治療時にバルーンカテーテル用い直腸線量の評価，舌癌治療時
は直接舌表面に RPLD を配置し実際の放射線治療における吸収線量測定値と治療計画装置により算出された線量との比較を行った [2]．線量勾配が急峻な場所以外比較的一致していると報告されており，測定時の RPLD 配置に対する精度や臓器の動き・変形による影響を考慮す
る必要はあるが，本報告による RPLD の有用性は高いと言える．
また，RPLD は小型でありかつ信号ケーブルが付属しないため，線量計配置の自由度は高い．Puntiwa Oonsiri らは空間的に密閉された箇所の測定を行い，治療時の照射野外吸収線量を評価している [3]．電子線による右大腿の脂肪肉腫の治療症例に対し，照射野近傍の陰茎及び陰嚢を鉛シールドで覆い，1 つの RPLD を陰嚢背側に，他 2 箇所陰茎と陰嚢の間に配置して6000 cGy/30 fr の治療期間内の平均陰嚢線量を求めた．その結果，1 回照射あたり 4.1±0.9 cGy（2.3〜7.1 cGy）と報告された．仮に測定器を用いず計画装置にて吸収線量を算出した場合，
計画用 CT 撮像時から鉛シールドを設置した状態で線量計算を行う必要があるため，CT アー
ティファクトにより計算精度に影響を与える事も考えられる．本報告においてシールド無し
での計画装置による算出結果から照射野端から 7 cm での平均陰嚢線量は 142.7 cGy であり，
鉛シールドにより睾丸の吸収線量は十分低減されている事が確認できた．

52

1.2. 全身放射線照射における in vivo dosimetry
同種造血幹細胞移植の前処置は，大量の抗がん剤投与や放射線治療による全身照射（TBI;
total body irradiation）を用いて，白血病などの腫瘍細胞を根絶させる骨髄破壊作用および造血幹細胞移植片の生着を促す免疫抑制作用の両者を目的として行われる [4]．AAPM

Report 17

では，TBI においては多くの放射線治療計画システムは利用することが難しく，かつ患者位置の変化により，分布が大きく変化する可能性があるため，in vivodosimetry の実施を推奨している [5]．TBI 施行時の in vivo dosimetry は，一般的にダイオード検出器や TLD が使用される[6–10]．電離箱は測定時に電圧を印加しているため，感電のリスクがあることから in vivo

dosimetry での利用は推奨されない．本項では，TBI 施行における RPLD を用いた in vivo
dosimetry についての本ガイドライン委員の自験例を紹介する．Long SSD 法を用いた TBI における計測手順を下記に示す．計測担当者は，頭頸部，縦隔，腹部（アイソセンタ）に RPLDを設置し，RPLD による計測値が投与線量程度であること確認している．また，肺フィルタ下にも RPLD を設置し，肺フィルタを用いた場合に線量が低減していることを確認する．測定
結果の１例を図 7-1 に示す．この例では，肺フィルタを使用しており線量が減少していることが確認できる．
測定方法の例
1.

患者各部位へ RPLD を貼り付け，治療時の in vivo 線量計測を実施

2.

治療後に同エネルギー，SSD 90 cm, 10 cm 深, 照射野サイズ 10×10 cm2 にて基準ガラス線
量計へ 1Gy 照射

3.

1Gy 照射した基準データをもとに，患者治療中の in vivo 計測値を線量へ換算

図 7-1.TBI における in vivo dosimetry の一例

53

1.3. 植込み型心臓電気デバイスの線量管理
日本放射線腫瘍学会より発刊されている「植込み型心臓電気デバイス（CIEDs）装着患者に対する放射線治療ガイドライン」では，放射線治療実施における CIEDs のリスクを低中高と３段階に分類している [11]．本項では，10MV 未満の光子線を用いた治療時の in vivo dosimetryの本ガイドライン委員の自験例を紹介する．計測手順は下記に示す通りである．照射野外に位置する CIEDs に対する線量計測であるが，基準線質は治療と同じ線質を使用している．しかし，照射野外のエネルギーは 200 から 600 keV であることが知られている [12, 13]．照射野
外のエネルギーを考慮し，Ir-192 線源を用いたエネルギー応答の補正を行なった報告がある[3]．図 7-2 に 2 施設の治療計画装置により計算された計算値と RPLD で測定した計測値の比較を示す．相違は施設 A および施設 B の平均±1SD でそれぞれ-10.3±12.6 cGy，-12.4±10.0
cGy であった．基準は計測値である．なお，治療期間中に継続的な in vivo dosimetry を実施する場合には，校正方法として簡易法が便利である（第 4 章）．ガラス線量計素子個々に校正定
数を割り当て，治療期間中の in vivo dosimetry ではその校正定数をもって線量を評価する．
測定方法の例
1.

治療計画立案時に CIEDs に対して輪郭を作成し，最大線量や平均線量を評価

2.

CIEDs 埋め込み箇所の患者体表面に RPLD を貼り付け，治療時の in vivo dosimetry を実施

3.

治療後に同エネルギー，SSD 90 cm, 10 cm 深, 照射野サイズ 10×10 cm2 にて基準ガラス線
量計へ 1Gy 照射
1Gy 照射した基準値をもとに，患者治療中の計測値を線量へ換算
150120

計算値 [cGy]

4.

90
60

施設A

30
0

施設B
0

30

60
90
計測値 [cGy]

120

150

図 7-2. RPLD を用いたペースメーカー埋め込み部に対する計測値と計算値の比較

54

1.4. 全身皮膚電子線照射における in vivo dosimetry
全身皮膚電子線照射 (TSET; Total Skin Electron Therapy) は，菌状息肉症の治療に用いられる照射法である．菌状息肉症は皮膚リンパ腫のなかで最も頻度の高い低悪性度の T 細胞性リンパ腫であり，放射線治療では局所照射，全身照射が用いられ，全身照射においては一般的に Long SSD 法によって照射野を拡大して治療を行う．投与線量は一般的に 8-36 Gy と報告されているが，近年では副作用を減らす目的で低めの投与線量で治療を行うことがある [14]．
図 7-3a に示すように，スタンフォード方式 [15, 16]の全身照射においては線量の均一性±10%以内を目標に [17]，上下方向のガントリ角度の照射条件を決定する．また，ビーム中心軸をずらすことにより，
全身被ばくにつながる制動 X 線が直接照射されないようにしている [18]．
SSD にも依存するがガントリ角度はおおよそ 20 度である．スタンフォード方式の全身照射では，図 7-3b の前方，後方，後方斜めを左右，前方斜めを左右，計 6 方向から照射する．一般
的に患者負担を軽減するため，同日にすべての方向を照射せず，1 日目に 3 方向，2 日目残りの 3 方向照射し，2 日にわたり 6 方向照射することによって皮膚全身に 2 Gy 投与できる．そのため，in vivo dosimetry を行う際には，6 方向照射して評価する．またエネルギー調整用にアクリル板のスポイラーを用いることもある．全身皮膚電子線照射は皮膚全体に線量を均一に照射することが重要であるため，放射線が照射されない領域，例えば頭頂部，足底部，大腿内側，腋窩などには線量計を設置し，実際の線量を in vivo dosimetry を通してモニタリングする必要がある．また TBI と同様，感電の恐れがある印加電圧のかかった電離箱線量計は使用しない．半導体検出器や TLD，RPLD，フィルムなどが in vivo dosimetry に最適である．
半導体検出器は，リアルタイムに線量評価が可能であり，取り扱いも簡便であるため近年では広く利用されてきている．しかし，信号ケーブルが照射野に含まれるため，ステム効果の影響を受けやすく，事前にファントムを用いて測定値の妥当性を確認しておく必要がある[5]．特に，遮蔽が必要な箇所において線量測定を行う場合には，信号が非常に低いためステ
ム効果によるノイズの影響を受けやすい．また，Das らは電離箱を用いて，TSET の制動 X 線を測定したがステム効果の影響により正しく測定できなかったと報告している [19]．一方，
RPLD などの線量計においては，迅速に線量評価はできないが，電気的ノイズの影響を受けないため，安定した結果が得られやすい．
a)b)

図 7-3. スタンフォード式全身皮膚電子線照射（TSET）
55

次に RPLD の測定手順を示す．はじめに，スラブ型の水等価ファントムを基準条件に設置し，平行平板型電離箱で線量測定を行う．次に，同一条件下で RPLD を配置し，校正定数を取得する（第 4 章のガラス線量計校正定数の簡易法）．特に RPLD のエネルギー特性を考慮す
ると同一の線質，エネルギーで校正を行う．測定箇所に RPLD を配置する．第 3 章に記載されているが，RPLD は方向特性が悪いため，基準条件と同じ向きにして設置する．また，線量計が皮膚から浮かないようにテープでしっかり固定する．表 7-1 に測定結果の例を示す [20]．
この症例では，精子温存を希望されている患者さんであり，1.5 mm 厚の鉛を精巣付近に 2 枚配置することによって一時不妊のしきい線量 10 cGy を超えないように治療を行った．また，測定システムが正しく動作していることを確認するため，基準条件（ガントリ 90 度時のビー
ム中心軸上の基準深）にも線量計を設置した．基準点に位置する胸部においては，投与線量800 cGy に近い値となった．また，遮蔽を行っている睾丸の線量は十分に低く，合計で平均 10
cGy となった．RPLD は感度が高いため，低線量でも正確に測定することができる．例えば遮蔽されている測定箇所での RPLD の信号雑音比 (signal-noise ratio)を求めると約 500 であった．
測定方法の例1.

照射条件にて，平行平板型電離箱を用いて基準点の線量を計測

2.

RPLD を設置し，同一条件で照射

3.

測定箇所に RPLD を設置．設置向きについては基準条件に近い向きに設置．

4.

測定箇所の例を示す．必ず基準点と同じ高さの領域（胸部付近）に設置
表 7-1. 測定結果の例．数値は RPLD で測定した値 [20]．単位は cGy.

測定場所

1Fr

2Fr

3Fr

4Fr

5Fr

6Fr

7Fr

8Fr

合計

遮蔽（頭頂部）

2

2

3

2

3

2

3

2

18

胸部（基準点）

63

123

76

128

66

131

66

132

785

遮蔽（睾丸左）

1

4

1

2

1

1

1

1

11

遮蔽（睾丸右）

1

1

1

1

1

1

1

1

9

遮蔽（鼠径部左） 2

2

2

2

2

2

2

2

15

遮蔽（鼠径部右） 2

2

2

2

3

2

2

2

17

足裏左

8

10

12

9

11

12

12

9

82

足裏右

10

12

9

20

10

13

12

11

97

1.5. ファントムを用いた線量検証
ファントムを用いた吸収線量評価は，in vivo dosimetry の報告に比較して多く，臨床使用前の pre-treatment QA やコミッショニングの測定手段として用いられる．第 6 章の IMRT の第三者評価にも記載されている通り，ファントム内にある PTV や OAR 付近のポイント線量を，RPLD を用いて測定することが可能である．ファントムを用いる利点として，実際の放射線治療を行う前に照射検証可能であること，人体内に RPLD を配置する事が困難な部位に対し
56

ファントムであれば測定可能であることに加え，複数箇所を 1 回の照射で測定可能なことなどである．照射野内組織・臓器に加え，照射野外遠位部の組織・臓器を想定した遠隔部位の線量評価を行った報告も多く，幾つかの線量評価症例を提示する．なお，報告の多くは照射
野端から数 10 cm 以上離れた放射線感受性の高い組織・臓器を想定し，二次発がんへの影響について評価，考察されている [21–26]．一般的に臨床使用では照射野外組織の吸収線量測定を行い，評価する事は少ないが，紹介する症例・文献にて照射野外遠位部位における興味深い知見が得られた．ただ二次発がんについては現在も世界中で研究がなされているが [25]，
ここでは RPLD を用いた線量測定方法による評価についてのみ参照されたい．
Puntiwa Oonsiri らは, ファントムを用いて左乳房照射における照射野外に位置する子宮，
卵巣部の吸収線量を測定した．5000 cGy の乳房照射に対する照射野外吸収線量は，同側卵巣で 0.84％（42 cGy）
，対側卵巣で 0.62％（31 cGy）,子宮で 0.76％（38 cGy）であった [21]．この測定時に使用されたファントムには，人骨が内蔵されており，骨との位置関係から子宮，卵巣部を想定して RPLD を配置した．
Yoon, M.らは聴神経腫瘍（AN）を対象とし照射方法を固定多門 IMRT，VMAT，SRS と変え，頭部治療時におけるファントムを用いた照射野外組織吸収線量測定を行い，散乱線量および漏洩線量による二次発がんのリスクについて，甲状腺が最も二次発がんが高い可能性があると示唆された [22]．本報告では照射方法による差は見られず， Kim, D.らの報告 [23, 24]とは異なっている．原因については測定手法，ファントム，治療計画等が異なる為，明らかとなってはいないが，照射野外測定において参考になる論文である．
Kim, D.らは IMRT，VMAT，TomoTherapy と照射方法及びモダリティを変更し,肝細胞癌と肺癌治療症例に対しファントムを用いた線量評価から興味深い報告をした [23]．肝細胞癌症
例による照射野外の二次発がんリスクは，PTV サイズと PTV からの距離に依存するとし，肺臓は肝細胞癌に対する放射線治療後に放射線誘発がんのリスクが最も高いと示唆された．同様の手法で肺癌を対象とした症例に対し吸収線量測定を行い，二次線量はアイソセンタからの距離とモダリティに依存すると報告された [24]．前述した二次発がんに関連する報告は測定に使用したファントム及び治療計画も異なり，適切な評価がなされているかの判断が困難であるが，吸収線量の測定，比較及び評価は慎重に行う必要がある [25]．
放射線治療患者数自体が少ない小児に対する放射線治療計画の検証にも RPLD を用いて評価した報告がある．Toyota M,らは小児ファントムを使用して,頭頸部腫瘍の治療を計画し, 甲状腺,乳房,卵巣,精巣を対象として照射野外吸収線量測定を行った.VMAT 使用時コリメータの角度によっては，照射野に近い甲状腺の線量が比較的高くなる可能性があると報告された[26]．実際の放射線治療時，小児に対しての線量測定器の配置は容易でなく特に小児の場合には，照射野外組織に対する関心も高い為，体内の放射線感受性の高い組織を想定した吸収線量評価を行う事は有意義である．
吸収線量測定に際し RPLD が他の線量計に対する優位な点は，高感度であることに加え，
信号ケーブルが不要なこと，測定箇所の設定自由度が高いことが挙げられる．リアルタイムに測定結果が確認できない欠点もあるが，臨床上有効利用される線量計であると言える．
57

2. 小線源治療における RPLD の利用
密封小線源の線量分布は，線源近傍で急峻な線量分布を示す．そのため, 線量計測では小型の線量計を使用する必要がある [27]．海外では TLD などが密封小線源治療中の in vivo
dosimetry や密封小線源治療計画装置のコミッショニングなどに用いられてきた．本邦では,小型な設計の RPLD が骨盤領域や頭頚部の密封小線源治療における in vivo dosimetry や [28,29],

密封小線源治療の線量計算に用いられる放射状線量関数の計測に用いられてきた [30]．

近年では密封小線源治療の線量計算もモデルベースアルゴリズムが使用されるようになり,それらの計算アルゴリズムの計算精度確認などへの応用も期待される．
密封小線源治療の計測に RPLD を使用する際の注意点は高エネルギーX 線における利用時と同じであるが,密封小線源治療の線量分布は距離の逆二乗則の影響を強く受けて線量勾配が急峻であるため,計測位置のずれが計測値に与える影響が大きい点に特に注意が必要である．また, RPLD の読み取り領域は線量計内の一部分（第 2 章表 2-1 参照，標準マガジ
ン：素子中心のφ1 mm×マガジン開口部 6 mm,
開口部 0.6 mm）であるが,高線量マガジン：素子中心のφ1 mm×マガジン

密封小線源治療に用いる線源の光子エネルギーは低いため, 線

量計自体での自己吸収により線量を過小評価することがある．Kadoya らの報告では 25 keV 以
下のエネルギーの光子では線量計による自己吸収の影響を受け，ガラスの媒質中において 0.5mm で 20 keV では約 20%の影響があるとしている [31]．自己吸収の影響は線源に対する線量計の角度によっても変化するため,自己吸収が起きる低エネルギー光子の計測の際には注意が必要である [31]．
RPLD を用いた線量計測では, RPL 量を吸収線量に変換するために校正定数が必要となる．
一般的に校正定数を算出するために 60Co や高エネルギーX 線を用いて校正が行われ, 校正に用いた光子のエネルギーと実際に計測を行う光子のエネルギーが異なる場合,

エネルギ

ーの違いによる RPLD の感度の差を, エネルギー補正係数によって補正する．密封小線源の光子エネルギーは高エネルギーX 線と比べると低いため, RPLD の感度が高く, エネルギー補正が必要となる．また, 密封小線源治療に用いる線源では,エネルギースペクトルが大きく変化するため,線源からの距離により光子の線源からの距離によってエネルギー補正係数を選択する必要がある．Hashimoto らは，36×41×32 cm3 の水ファントム中で, 中心に設置した 192Ir の線源からの距離が 2 cm から 10 cm まで変化した場合, 4 MV の X 線を基準とした場合のエネルギー補正係数は 0.999 から 0.794 まで変化すると報告している [30]．計測に用いるファントムのサイズや組成によってもファントム内での散乱が変化するため [32],
計測に使用するファントムと測定点ごとにエネルギー補正係数を求める必要がある．このエネルギー補正係数は,実測やモンテカルロシミュレーションで求められるが,ごとに実測でエネルギー補正係数を求めることは煩雑であり,

ファントム

モンテカルロシミュレーシ

ョンなどで求められることが多い．RPLD を用いて高エネルギーX 線の計測を行う場合, このエネルギー補正係数は実測により得られた値とモンテカルロシミュレーションなどにより得られる理論値はよく一致している [33]．一方で低エネルギー光子の場合, 高エネルギーX線を基準として求められた RPLD のエネルギー補正係数は, 実測値と理論値の間で乖離が生58

じる [30]．この現象は光子エネルギーにより, 素子の吸収線量と RPL 量の関係（固有効率）が変化することが原因であると言われており, TLD や光刺激ルミネッセンス OSLD (opticallystimulated luminescence dosimeter)などでもよく見られる現象である [34–37]． Hashimoto らの報告では, 実測値とモンテカルロシミュレーションで得られた 4 MVX 線に対する 192Ir 線源のエネルギー補正係数は,ため,線源からの距離によらず 7%の差異が確認されている [30]．そのモンテカルロシミュレーションなどで得られたエネルギー補正係数を使用する場合,

実測値との違いを考慮する必要がある．

3. 粒子線治療における RPLD の利用
粒子線照射場においては，線質が線エネルギー付与（Linear Energy Transfer : LET）と密接に関連しており，固体検出器（RPLD，TLD，OSLD，フィルムなど）の応答特性は LET に応じて変化することが知られている [38–41]．RPLD の場合，高 LET の放射線場ではエネルギ
ー付与が粒子の軌道の周囲に集中し電離密度が高い状態となることから，線量計に蓄積される信号が飽和し，低 LET 放射線に比べて線量あたりの信号が低下することが LET による応答変化の要因とされている [42]．陽子線は低 LET 放射線に分類されるが，飛程終端付近で
LET が急激に増加するため，飛程の終端付近では応答の低下が顕著となる．また低エネルギ
ー陽子線の LET は SOBP 中心近傍であっても高エネルギー陽子線に比較して高いため，同様に応答の低下が生じる．
このような状況下にあって，RPLD の陽子線線量計測における利用は計測プロトコルが確立できておらず，様々な検討が行われている．これまで広く行われてきたのは，残余飛程（Rres）
を LET の代替指標として線質を表し，RPLD の応答低下を補正する計測手法である [43, 44]．
これらの報告では，基準状態に近い陽子線場であれば Rres 法を用いた線量計測の不確かさは，
およそ 3.6%とされている（Rres＞1 cm）．Rres は陽子線の線質を簡便に表すために優れた指標であり，標準計測法 12 で陽子線の線量指標としても採用されている．しかし一方で，低エネルギー陽子線と高エネルギー陽子線では同じ Rres であっても LET が異なることがあり，低エ
ネルギーの陽子線計測や，ブラッグピークを組み合わせて照射するスキャニング法の線量計
測では Rres が LET の変化に対応できないことが課題として挙げられる．
LET は従来算出や計測が難しく，取り扱いが困難であった．しかし近年，様々な計測技術
やモンテカルロ法に代表される計算手段が発展しており，解析的に簡便に LET を計算することや，治療計画装置によって LET を算出することも可能となり，LET の取り扱いが容易になりつつある [45–47]．RPLD の応答特性を LET ベースで補正する研究も進められており，LET
ベースの補正法では飛程終端や低エネルギー陽子線においても高い精度で線量計測が実現できることが示されている [48]．図 7-4 に，RPLD の測定深に対する応答特性を示す．補正無し（u-RGD）は LET の増加に伴い線量が低下していることが分かり，LET が高い領域，すなわ
ち飛程の終端で計測誤差が大きくなる．Rres を用いた補正（Rres-correction）で誤差は改善されるが，高 LET では補正量が課題になる傾向が確認できる．一方 LET を用いた補正（LETcorrection）では，RPLD の計測線量は電離箱と良い一致を示し，概ね±5％以内の計測精度が59

達成されている．ただし飛程終端やブラッグピークを多く含む線量分布では，深さ方向に線
量勾配が急峻となることがあり，体積効果や実効中心のずれなど測定位置の不確かさ，高原
子番号の RPLD による LET の不規則な変化が課題となる．
また現在粒子線治療では，照射野形成法としてスキャニング法が広く利用されている．ス
キャニング法では，これまで主流であった静的照射法とは深さによる LET の変化が異なるため，RPLD の応答特性も検討が必要であった．近年スキャニング照射法における RPLD の応答特性が検討され，LET を指標とした場合にスキャニング照射法と静的照射法で RPLD は同様の応答特性を示すことが明らかとなった（図 7-5）[49]．一方で，強度変調陽子線治療（Intensity
Modulated Proton Therapy : IMPT）などの非基準条件ではより複雑な線質の変化が予想され，実際に臨床利用されている照射方法での検証が望まれる．

図 7-4. RPLD の陽子 LET に対する応答特性．u-RGD は補正無しの RPLD の計測値，Rrescorrection は Rres を基に補正を加えた計測値，LET-correction は LET を基に補正を加えた計
測値を示す（[48]より引用）

図 7-5. スキャニング法、静的照射法それぞれを用いた場合の RPLD の LET に対する応答
特性の変化
60

実臨床への応用例として，in vivo dosimetry（体表面線量計測）や照射野外の線量計測に用いられている [50, 51]．体表面線量計測では，LET の変化による影響は少ないため安定した線量計測が可能である．実際に患者治療中の表面線量を計測した研究成果が発表されており，陽子線照射中の RPLD の In vivo dosimetry の実現可能性が示されている [50]．照射野外の線量計測では，小児ファントムを用いて照射野外の臓器線量を計測された結果が報告されている．散乱線の成分としては中性子線と γ 線となるが，RPLD は中性子線に対する感度が低い
ため，主に γ 線成分の検出に有用である，と結論付けられている [51]．
重イオン線の線量計測については，現在のところ RPLD は積極的に利用されていない．重
イオン線では，LET の変化が陽子線に比べ複雑で変動が大きいため，計測技術としてはより困難ではないかと考えられている．例えば炭素線治療では，表面近傍を除いて異なるイオンが混在し線量に寄与しており [52]，TLD を用いた炭素線の線量計測では，LET の値だけではなく LET に寄与するイオンの種類が線量計測の正確さに影響を与えることが報告されている[53]．加えて RPLD は高原子番号の物質を含むため，有感領域に対してさらに様々な核種が入射することが想定される．この場合，発生確率の低い粒子が確率的に不規則かつ大きな影響を与えることも考えられ，今後検討が必要である．

4. ホウ素中性子捕捉療法における RPLD の利用
ホウ素中性子捕捉療法 (Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)の線量計測については中性子とγ線の混合場での計測となる．従来, 混合場中のγ線を計測するために，TLD が利用されてきた．ただし，市販されている TLD の容器はホウ酸ガラスが使用されており，それが熱中性子に対して感度を持つため，ホウ酸ガラスの代わりに石英ガラスを使用した特注品の容器が利用されている．しかし，特注品であることから今後の BNCT の発展を考えると課題が残る．そのため, TLD の代わりに RPLD による BNCT の混合場でのγ線計測も検討されている[54, 55]．RPLD では，リン酸塩ガラスが使用されているため，市販の TLD よりも熱中性子に対しての感度を抑えることが可能である[54]．実際に，過去の文献で報告されている BNCT
場の中性子ビームを 30×30×30 cm の水ファントムに照射し，深さ毎に RPLD への付与線量を ガ ン マ線 と 中性 子 それ ぞ れ でモ ン テカ ル ロシ ミ ュ レー シ ョン (Particle and Heavy Ion
Transport code System (PHITS), ver3.02)で計算した結果を図 7-6 に示す[56, 57]．図 7-6(a)はγ線と中性子が付与する線量の割合を示し，(b)は中性子の線量付与の割合を拡大して表示したグラフである．

61

Percentage of neutron dose[%]100

Percentage of dose[%]

90
80
70

γ-ray

60

Neutron

50
40
30
20
10
0
0

5

10

15

20

25

30

8
7
6
5
4
3
2
1
0
0

(a)γ線と中性子由来の線量付与割合

5

10

15

20

25

30

Depth[cm]Depth[cm](b)中性子由来の線量付与の割合

図 7-6. 代表的な BNCT 場を水ファントム中(30×30×30 cm)に照射した際に期待される
各深さでのγ線と中性子由来の線量付与
図 7-6 より BNCT での治療の対象となる表面深付近では RPLD に対して中性子由来と考えられる線量付与は 1〜4%程度であり，γ線に対して十分に小さいことがわかる．過去の BNCT
場での RPLD 利用に関する報告では，上記の特注された TLD でのγ線線量評価と RPLD によるγ線線量評価はほぼ同等であることが示唆されている[54]．なお，RPLD での中性子由来の線量については，高 LET 成分も混在するため，詳細に検討する際は陽子線での RPLD 利用時と同様に LET の補正についても検討する必要がある．
RPLD を構成する元素は酸素: 51.16%，リン: 31.55%，ナトリウム: 11.00%，アルミニウム:
6.12%，銀: 0.17%である [58]．図 7-7 に構成元素毎及び RPLD の中性子カーマファクターを
PHITS (ver3.26)を用いて計算した結果を示す[57]．この計算結果から，RPLD の中性子カーマ
ファクターは，10 eV 以下の範囲ではリンの値とよく一致しており，10 eV 以上の範囲では
ナトリウムや酸素の値に近くなっていることがわかる．これより，BNCT で使用される中性
子エネルギー帯ではナトリウムや酸素との核反応により生じるエネルギー寄与の割合が大きくなると考えられる．

62

図 7-7. RPLD の構成元素及び RPLD の中性子カーマファクターと中性子のエネルギースペクトル[56, 57]
また,RPLD に含まれるリンや酸素,

アルミニウム,ナトリウム,

銀といった元素については, BNCT 場で照射されることで RPLD 自体が放射化し, 読み値にわずかながら影響を与えることが考えられる[54, 58]．表 7-2 に RPLD の構成元素及び RPLD の熱中性子に対する捕獲断面積 [barn]を示す[59–61]
表 7-2. RPLD の構成元素及び RPLD の熱中性子に対する捕獲断面積 [barn] [59–61]
O

P

Na

Al

Ag

RPLD

1.90×10-4

0.166

0.523

0.229

63.20

0.232

過去の研究では主にリンとナトリウムの放射化により，RPLD の読み値への影響がすることが示唆されているため，これらの放射化の主な原因である熱中性子を遮蔽することも考慮
すべき項目である[54]．代表的な熱中性子遮蔽材としては，数 mm 厚程度の 6LiF の焼結体等が候補として考えられる[54, 55]．図 7-8 には、6LiF の焼結体の一例を示す．

63

図 7-8. 6LiF を利用した RPLD 用熱中性子遮蔽材の例．
(日本軽金属グループ日軽産業社製)RPLD をγ線評価に利用する場合，読み値のγ線のエネルギー依存性についての検討も必要である．実際に，過去の文献で報告されている BNCT 場の中性子ビームを 30×30×30 cmの水ファントムに照射した際の深さ毎 (0, 2, 4, 6 cm 深)のガンマ線のエネルギースペクトルを PHITS (ver3.02)で計算した結果と一般的なリニアック装置における各公称エネルギーのエ
ネルギースペクトルを図 7-9 に示す[56, 57, 62]．

Varian (10 MV)
Varian (6 MV)
Siemens (6 MV)
Elekta (6 MV)
Varian (4 MV)
0 cm depth
2 cm depth
4 cm depth
6 cm depth

0.6

0.4

0.2

0.0

0

2

4

E [MeV]6810

図 7-9. 代表的な BNCT 場を水ファントム中(30×30×30 cm)に照射した際に期待される
各深さでのγ線のエネルギースペクトルと一般的なリニアックのエネルギースペクト
ル[56, 57, 62]．

64

図 7-9 からわかるように, BNCT 場では，水ファントム内で発生する 1H(n,γ)反応由来の2.2 MeV 程度のγ線が主な成分である．各深さ(0, 2, 4, 6 cm 深)での平均エネルギーはそれぞ
れ 1.66,

1.67, 1.63, 1.56 MeV であり深さに依存した変化はあまりみられない．これらはVarian 社製リニアックの 4 と 6 MV の X 線の平均エネルギー(それぞれ 1.51,

1.80 MeV)に近く，過去の文献でも RPLD の読み値はこれらの X 線と同程度のエネルギー特性を示すことが示唆されている[55]．なお,熱中性子遮蔽剤として使用が考えられる LiF の 1.6 MeV(平均エネルギー)と 2.2 MeV のγ線に対する質量減弱係数はそれぞれ 0.047 と 0.041 [cm2/g]程度と報告されている[63]．使用する LiF の厚みは数 mm 程度ということを考慮すると減弱率はそれほど高くないと考えられる．
上記の RPLD のγ線計測と一緒に,RPLD を活用することで,

熱中性子コンバーターとして窒化ホウ素を利用した

それらの出力値からガンマ線線量と熱中性子フルエンスを同時に評価する研究もおこなわれている[54]．

5. 診断領域での RPLD の使用
RPLD は，診断領域での測定にも活用されており，IVR オペレータの被ばく線量の評価 [64,65]，IVR による患者皮膚入射線量 [65, 66]や C-arm CBCT による水晶体線量の評価 [67]，診断 CT における体内線量分布の評価 [68]の報告などがある．また，画像誘導放射線治療 (Image
guided radiotherapy: IGRT)の線量評価にも用いられ，kV-CBCT 臓器線量の評価 [69, 70]，Floor
mounted 型の IGRT による皮膚入射線量評価 [71]や 透視を利用した呼吸同期照射を行った際の臓器線量評価 [72] などの報告がある．

5.1. エネルギー特性の補正
ガラス線量計リーダ FGD-1000 Dose Ace は，第 3 章の 2 にも記載されている通り，実効エ
ネルギーが 662 keV である 137Cs-γ 線を照射した基準素子にて校正するため，137Cs-γ 線の空気
カーマと測定対象の実効エネルギーでの RPLD の反応を補正する必要がある．高エネルギー
用ガラス線量計素子 GD-301 や GD-302M（以下 GD-302M のみ表記）を使用し，例えば，実効エネルギー30-40 keV 付近の診断領域の放射線場での空気カーマを測定する場合，137Cs-γ 線を基準とした相対レスポンスは，おおよそ 3-4 倍の応答となるという報告 [67, 68, 73–75]があり，また，そのエネルギー特性は，30 keV 付近にピークを持つ非線形の関係を持つため，エ
ネルギー依存性の補正を行う際は注意を要する．低エネルギー領域では，光子とガラス素子の相互作用として光電効果の割合が増えることが過剰応答の原因とされており，この影響を減らすために，診断領域の測定では，表 2-1 に記載の低エネルギー補償フィルタを備えた GD351 や GD-352M（以下 GD-352M のみ表記する）が一般的に用いられる [74]．GD-352M のエ
ネルギー特性について， 137Cs-γ 線に対する相対レスポンスは，30 keV 付近を境に低エネルギ
ー側で 10%以上低下するが，実効エネルギーがおおよそ 30 keV 以上であれば，GD-302M に比べ安定した値となることが報告されている [69, 75, 76]．しかし，GD-352M を用いたとしても，実効エネルギーによりガラス線量計の出力が変化するため，より精度よく線量を測定す
65

るためには，エネルギー特性の補正を行う必要がある．ここで，いくつか具体的な方法論を紹介する．
ひとつは，ガラス線量計校正施設にて，GD-352M に管電圧 30 kV, 60 kV, 100 kV, 150 kV,および 137Cs-γ 線の基準照射を行い，137Cs-γ 線での RPLD のレスポンスを基準線質としたときの実効エネルギーQ における相対的なレスポンスを得た報告であり[69]，この報告では，レスポ
ンス補正係数 𝑘𝑘 を以下の式で算出している．
𝑘𝑘 =

�𝑄𝑄
𝑀𝑀
0
�𝑄𝑄
𝑀𝑀

(7 − 1)

�𝑄𝑄 ，線質𝑄𝑄での単位空気カー
基準線質 𝑄𝑄0 での単位空気カーマあたりの RPLD の読み値を𝑀𝑀0�𝑄𝑄 とする．線質 𝑄𝑄の空気カーマは，基準線質𝑄𝑄0 の空気カーマにマあたりの RPLD の読み値を𝑀𝑀

レスポンス補正係数 k を乗じて得られる．

𝑘𝑘𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎,𝑄𝑄 = 𝑘𝑘 × 𝑘𝑘𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎,𝑄𝑄

0(7 − 2)

線質𝑄𝑄で照射された RPLD をガラス線量計リーダの内部キャリブレーションガラスを用いて読み取る場合に，基準素子 137Cs-γ 線場での空気カーマの変換係数が用いられる（第 3 章の
2 参照）
．そのため，式 (7-1)および(7-2)で示すように，線質 Q の空気カーマ算出にあたっては，線質𝑄𝑄0 と𝑄𝑄のレスポンスの違いによる補正係数 k が必要となる．この場合の k は，基準線質𝑄𝑄0 は 137Cs-γ 線を基準とする．例として，基準線質𝑄𝑄0 が 137Cs-γ 線ときの実効エネルギー49.9

keV の場合のレスポンス補正係数 k を 1.040 としてる報告がある [69]．また，診断用リファ
レンス線量計（6 cc 指頭形電離箱線量計）にて空気カーマを測定し，同条件でガラス線量計
GD-352M に照射を行い，空気カーマをガラス線量計の読み取り値で除することで，直接的に空気カーマへの変換係数を算出できる[75]．その場合の変換係数は以下の通りである．

𝐶𝐶𝐶𝐶 =

𝐾𝐾𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎,𝑄𝑄
𝑀𝑀𝑄𝑄(7 − 3)

ここで，CF は空気カーマへの変換係数，𝐾𝐾𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎,𝑄𝑄 は実効エネルギーQ にて照射した際に電離箱で測定した空気カーマ，𝑀𝑀𝑄𝑄 は 電離箱への照射と同条件にてガラス線量計に照射した
際の読み取り値である．同文献[75]では実効エネルギー31, 34, 38.1, 42.4 keV の場合の変換係

数 CF をそれぞれ 1.091, 1.048, 1.018, 1.033 としている．
（ここに示す数値は，文献[75]で示される係数の逆数となっている）． この場合，空気カーマは以下の式で算出される．
𝑘𝑘𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎,𝑄𝑄 = 𝐶𝐶𝐶𝐶 ∙ 𝑀𝑀𝑄𝑄

(7 − 4)66

ここで，𝑘𝑘𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎,𝑄𝑄 は空気カーマ，CF は変換係数，𝑀𝑀𝑄𝑄 は実効エネルギーQ にて照射した際のガラス線量計の読み取り値である．

5.2. 空中吸収線量の算出
荷電粒子平衡が成立しているとき，空気カーマと空中吸収線量の関係は以下のように示される．
𝐷𝐷𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝐾𝐾𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 (1 − 𝑔𝑔)(7 − 5)

ここで𝐷𝐷𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 は空中吸収線量，𝐾𝐾𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎は空気カーマ，𝑔𝑔は制動放射による損失であり，1 MeV

以下のエネルギーにおいて𝑔𝑔は無視されるため，診断領域において𝐷𝐷𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 と𝐾𝐾𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 は等しくな
る [77, 78]．

5.3. 媒質中での吸収線量の算出
媒質中での吸収線量を算出する際には，空気カーマに空気と媒質の質量エネルギー吸収係数の比を乗じて算出する必要がある．

(𝜇𝜇

⁄𝜌𝜌)

𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑘𝑘𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 (𝜇𝜇𝑒𝑒𝑒𝑒 ⁄𝜌𝜌)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑒𝑒𝑒𝑒𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎(7 − 6)

ここで 𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 は媒質中での吸収線量，(𝜇𝜇𝑒𝑒𝑒𝑒 ⁄𝜌𝜌)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 は，媒質の質量エネルギー吸収係数，(𝜇𝜇𝑒𝑒𝑒𝑒 ⁄𝜌𝜌)𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 は空気の質量エネルギー吸収係数である．質量エネルギー吸収係数については，Seltzer らによってデータベース化され，広く用いられている [79, 80]．

5.4. 診断領域での方向特性測定する放射線のビーム中心軸がガラス線量計長軸に入射する角度により，相対的な感度が異なることが報告されている．ガラス線量計長軸に対して垂直に照射する場合を 0°とした
とき，GD-301 に関しては，実効エネルギー40 および 80 keV では，40°付近までは感度劣化はないが，67.5-90°では 16-31%の相対的な感度低下が生じ，実効エネルギー13 および 17 keV では 20°から感度低下がはじまることが報告されている [71–73]．これは，ガラス線量計長軸に対して放射線が斜入射することによりガラス素子の相対的な厚みが増すことによる減衰が影響と考えられている．低エネルギー補償フィルタ付きの GD-352M の角度依存性に関しては，
0-40°までは信頼性が高いが，50°を越えると 0°に対して感度が-38.1%から+49.6%変動すると報告があり[71–81]，さらに浅い角度においても 20%近い相対感度の低下があるとする報告もある[64]．ここでの感度低下は斜入射による素子の吸収体としての厚み増加によるものである
が，感度が増す理由としては，低エネルギー補償フィルタの両端に穴が開いており，入射角度が 80-90°になると，この穴からの放射線入射量が増加するためであると考えられている．
67

診断領域にて RPLD を使用した測定を行う場合，極力，ビーム中心軸を RPLD の長軸に対して垂直となるように配置すべきである[68,81]．

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73

第８章

まとめ

本ガイドラインは，蛍光ガラス線量計に関する測定原理から臨床応用までをまとめ，初学者がガラス線量計を導入する際に参考にしやすいように構成されている．さらに，本章では各章の要点をまとめた．本ガイドライン全体の要旨について把握する場合には本章を読んでいただきたい．
蛍光ガラス線量計は，ラジオフォトルミネッセンスの原理を用いた線量計であり，環境測定，個人放射線被ばく線量測定，放射線治療の品質管理など様々な分野で広く利用されている．放射線治療においては，国内の第三者評価機関の出力線量評価用の線量計として利用されている．近年では，世界の放射線治療装置の第三者評価機関の役割を担っている IAEA においても蛍光ガラス線量計が採用された．
これまでの研究報告では，蛍光ガラス線量計について様々な名称が用いられている．本ガイドラインでは，国際規格 ISO 22127:2019 に基づき，RPLD (Radiophotoluminescence dosimeter)とした．今後この名称の使用を推奨したい．
RPLD のシステム構成としては，恒温器，電気炉，制御用パソコンとガラス線量計リーダがある（第 2 章参照）
．また，役割に応じてスタンダードガラス，内部キャリブレーションガラ
ス，リファレンスガラスが用意され，その内，内部キャリブレーションガラスおよびリファ
レンスガラスはリーダに内蔵されている．スタンダードガラスは標準照射場である 137Cs-γ線の空気カーマを値付けするために照射済みの素子が用意されている，試験素子に対して読み値の比として空気カーマを測定することが可能である．内部キャリブレーションガラスは，リーダの温度特性に対して補正を行い，スタンダードガラスによって線量の値付け（137Cs-γ線の空気カーマ）が行われる．リファレンスガラスは，半透鏡により一部分割反射されたものを使用しリファレンスガラスの信号を取得することによって，レーザ光の出力変動による読み取り値への影響を補正するためのガラスである．3 つの素子とも RPLD と同一の組成で構成されている．
RPLD は次の手順で読み取りを行う． 1. ガラス素子の外観検査（アニール前），2. アニール（再生処理），3. 初期値読み取り，4. 使用（照射），5. プレヒート，6. 読み取り.第 3 章に記載の本ガイドラインが推奨する取り扱い条件を参考にして運用していただきたい．特に，ガラス素子の外観検査は重要であり，素子の表面に付着するホコリや傷などの影響を受け，RPLD の出力信号が大きく変化する．
RPLD は他の固体線量計に比べて，再現性，直線性，フェーディングが少ないなど優れた物
理的特性を有する．一方，Ag などの高原子番号が微量に含まれているため，kV 領域で光電効果の影響を受け感度が増す．そのため，低エネルギー領域で感度の上昇を抑制するため，
低エネルギー補償フィルタが用意されている（表 2-1 の GD-351, GD-352M）．具体的には Sn（スズ）で作られたフィルタがガラス線量計素子のホルダー内部に用意されている．このフィルタを用いることにより kV 領域では電離箱を基準に±10%の精度で測定することが可能である． RPLD の物理特性を把握した上で，必要に応じて各特性に対する適切な補正を行う
74

ことで，高精度な測定が可能となる．
高エネルギーX 線での校正方法には 2 種類あり，本邦で行われている出力線量の第三者評価で採用されている校正方法と簡易的な校正方法が挙げられる（第 4 章参照）．前者は，RPLD
20 本 1 セットを 1 回の試験照射で処理する．つまり，20 本の素子の内．バックグラウンド素子，試験素子，標準素子と用途によって素子が構成されている．１連の読み取りで試験素子を読み取るため，アニーリングによる系統的な RPLD の信号出力変化の影響を排除できる．
一方，簡易的な方法においては，全ガラス線量計素子 20 本に対して，基準条件など線量が既知の照射条件において照射をし，ガラス線量計個々に対して校正定数を取得するものである．
試験照射を行うためには，一度アニーリングを行う必要があるため，信号出力変化の影響は排除できない．また定期的に校正定数を見直す必要がある．
第 5 章では，国内で実施している第三者評価の RPLD の測定の不確かさについて記述している．各不確かさを見積もり，誤差の伝搬則に従い，最終的な出力線量の不確かさを算出した．各不確かさには，出力と感度補正係数，エネルギー補正係数，ファントム補正係数，リニ
アリティ補正係数，コバルトによる標準素子照射時の水吸収線量の不確かさ，校正時の標準素子に対する不確かさ，その他の不確かさがある．基準条件での相対拡張不確かさ (k=2)は2.8%である．
RPLD はフェーディングが少なく，小型な線量計であることから郵送方式の線量測定に適している．海外での放射線治療における第三者評価機関では一般的には熱ルミネッセンス線
量計 TLD や光刺激ルミネッセンス OSLD が用いられているが，本邦および IAEA の第三者評
価では RPLD を採用している．現在では，基準条件の他に電子線や IMRT などの非基準条件
でも第三者評価が可能である．
第 7 章では，RPLD の特性を活かした in vivo dosimetry および放射線治療の品質管理，小線源治療，粒子線治療，ホウ素中性子捕捉療法，診断領域の測定例について解説している．はじめに，光子線治療における，
in vivo dosimetry の文献紹介，
全身照射（TBI; total body irradiation)，
全身皮膚電子線照射の in vivo dosimetry の実践例，ファントムを用いた線量検証について解説している．小線源治療においては，ファントム内の測定点のスペクトル変化について解説し，補正方法の例を紹介している．粒子線治療においては，RPLD の LET に対する応答特性および粒子線治療における計測プロトコルの課題について解説している．ホウ素中性子捕捉療法
では中性子とγ線の混合場であり，RPLD を用いたγ線測定について解説している．測定においては，中性子による線量寄与もわずかながら含まれる．また，6LiF を利用した RPLD 用
熱中性子遮蔽材を用いることにより熱中性子による RPLD 放射化を軽減できる．診断領域においては，IVR，C-arm CBCT，診断 CT，IGRT での被ばく線量評価（水晶体，患者皮膚入射線量，体内線量分布）に RPLD が用いられている．いずれにしても診断領域では，高エネル
ギーX 線領域に比べ RPLD のエネルギー特性の影響を受けやすい条件であるため，照射条件における光子スペクトルの変化，エネルギー補償フィルタの利用について十分検討する必要がある．
75

公益社団法人日本医学物理学会「放射線治療における蛍光ガラス線量計
物理技術ガイドライン」

発行日

令和 4 年 3 月

発行者

公益社団法人日本医学物理学会

住所〒162-0801 東京都新宿区山吹町 358-5 アカデミーセンター（株）国際文献社内

電話

03-6824-9384

76