ISSN 1345-5354

医 学 物 20理
21
Japanese Journal of Medical Physics

Vol. 411

http://www.jsmp.org/

教育委員会企画連載中

QA/QC 委員会企画開始
計測委員会企画開始

RPT 誌の新しい連載企画開始
令和 3年

コラム記事新設

第41巻 1号

日本医学物理学会機関誌

目

次

技術報告
光・放射線照射野の検証と Winston-Lutz 試験を統合した水平性と鉛直性を含む
室内レーザのアライメントを評価するシステムの開発
清水秀年，村澤 哲，奥平訓康，青山貴洋，穴井重男，西谷数春，北川智基，佐々木浩二

1〈連載：教育委員会企画〉
解説
重粒子線治療装置 HIMAC の建設とそのもたらしたもの―医学物理学の観点から―
第 4 部．臨床研究の概要と今後の展望
遠藤真広 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10〈連載：QA/QC 委員会企画〉
解説
骨転移 SBRT の QA
中島祐二朗，伊藤慶 .....................................................................................

22〈連載：計測委員会企画〉
解説
国際単位系 (SI) の定義改定と放射線関連量
齋藤則生 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27〈連載：RPT 誌特集〉
解説Radiological Physics and Technology (RPT) 誌に英語論文を投稿しよう！
(1) 初期推敲と最終推敲の学会による著者支援
土井邦雄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
論文紹介
最近の RPT 誌レビュー論文から：チェレンコフ光閾値以下の放射線照射による水の発光現象の発見
山本誠一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

大会開催報告第 119 回日本医学物理学会学術大会報告―Web 大会長のつぶやき―
有村秀孝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

施設紹介
近畿大学大学院医学研究科基礎医学系医学物理学専攻・
近畿大学病院がんセンター放射線治療部医学物理室の紹介
田村 命，門前 一，松本賢治，大塚正和，花岡宏平，浅井義行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44〈連載：シカゴ通信〉
コ ラ ム
アメリカの実験―民主主義をどうやって守るのか？― . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

編集後記 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51【複写される方へ】
本誌に掲載された著作物を複写したい方は，（社）日本複写権センターと包括複写許諾契約を締結されている企業の方でない限り，著作権者から複写権等の行使の委託を受けている次の団体から許諾を受けて下さい．
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34

CONTENTSTECHNICAL NOTE
Development of a System for Evaluating the In-room-laser Alignment Including
the Horizontality and Verticality Integrated the Light/Radiation Field
Coincidence Test and the Winston-Lutz Test
Hidetoshi SHIMIZU, Satoshi MURASAWA, Kuniyasu OKUDAIRA, Takahiro AOYAMA,
Shigeo ANAI, Kazuharu NISHITANI, Tomoki KITAGAWA, Koji SASAKI . . . . . . . . . . .

1〈Special Issue Series: Educational Committee〉
REVIEW
Construction of Heavy Ion Accelerator in Chiba (HIMAC) and Its Consequences
̶From Medical Physics Viewpoint: Part 4. Outline of Clinical Research andFuture Prospects
Masahiro ENDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10〈Special Issue Series: QA/QC Committee〉
REVIEW
Quality Assurance of Bone SBRT
Yujiro NAKAJIMA, Kei ITO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22〈Special Issue Series: Dosimetry Committee〉
REVIEW
Redeﬁnition of the International System of Units (SI) and Related Quantities
in the Field of Ionizing Radiation
Norio SAITO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27〈Special Issue Series: RPT〉
REVIEW
Let s Submit a Manuscript to Radiological Physics and Technology (RPT)!
(1) Initial Polishing and Final Polishing by the Journal to Support Authors
Kunio DOI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ARTICLE REVIEWS
Discovery of the luminescence of water during irradiation of radiation at a lower
energy than the Cherenkov light threshold
Seiichi YAMAMOTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

REPORT OF JSMP MEETING
Report of the 119th Scientiﬁc Meeting of the Japan Society of Medical Physics
Hidetaka ARIMURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

INTRODUCTION OF RESEARCH FACILITY
Introduction of Medical Physics Course in Kindai University
Mikoto TAMURA, Hajime MONZEN, Kenji MATSUMOTO, Masakazu OTSUKA,
Kohei HANAOKA, Yoshiyuki ASAI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44〈Special Issue Series: Chicago Report〉
COLUMN
American Experiment: How Can We Protect Democracy?
Kunio DOI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

EDITOR S NOTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

34

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 1–9 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

技術報告
光・放射線照射野の検証と Winston-Lutz 試験を統合した水平性と鉛直性を含む室内レーザのアライメントを評価するシステムの開発
清水秀年 *1，村澤哲 2，奥平訓康 3，青山貴洋 1，

穴井重男 4，西谷数春 5，北川智基 1，佐々木浩二 61

愛知県がんセンター

2

MU ラボ合同会社

3

名古屋大学医学部附属病院

医療技術部放射線部門

4

和泉市立総合医療センター

中央放射線科5株式会社 P. A. lab

6

群馬県立県民健康科学大学大学院

放射線治療部

診療放射線学研究科

Development of a System for Evaluating the In-room-laser Alignment Including
the Horizontality and Verticality Integrated the Light/Radiation Field Coincidence Test
and the Winston-Lutz Test
Hidetoshi SHIMIZU*1, Satoshi MURASAWA2, Kuniyasu OKUDAIRA3, Takahiro AOYAMA1,
Shigeo ANAI4, Kazuharu NISHITANI5, Tomoki KITAGAWA1, Koji SASAKI6
1

Department of Radiation Oncology, Aichi Cancer Center Hospital

2

MU-lab3

Department of Radiological Technology, Nagoya University Hospital

4

Department of Central Radiology, Izumi City General Hospital

5

Precise Accuracy Laboratory

6

Graduate School of Radiological Technology, Gunma Prefectural College of Health Sciences(Received August 7, 2020; Accepted December 16, 2020)
Purpose: The in-room laser which is used for patient positioning in radiotherapy is generally projected on the radiation isocenter
determined by the Winston-Lutz test and so on. In this study, a couch-mounted veriﬁcation device was developed that could evaluate all in-room lasersʼ alignment including the horizontality and verticality at one time. The device has the function to perform thelight/radiation ﬁeld coincidence test and the Winston-Lutz test at the same time. The aim of this report was to introduce the veriﬁcation procedure for two tests, using the newly developed software and device, and to present the tuning ﬂow of the in-room laser.
Moreover, the analysis accuracy of the developed software was evaluated in comparison with commercial software.
Methods: First, the light/radiation ﬁeld was evaluated by using tungsten markers on the central surface of the device. Next, after aligning the long-carved lines on the front and sides of the device with the in-room lasers, the Winston-Lutz test was carried out
by using the tungsten sphere in the center of the device. The acquired images were collectively analyzed using the developed software equipped with the reporting function. Additionally, the result of this Winston-Lutz test was compared with the result fromcommercial software.
Results: A series of the light/radiation ﬁeld coincidence test and the Winston-Lutz test were analyzed using the developed device
and software. The results could be easily conﬁrmed using the reporting function of the software. Regarding the result of the Winston-Lutz test, most of the analysis differences between the developed software and commercially available software were within
the pixel size (0.22 mm).
Discussions: Since the accuracy of the radiation ﬁeld affects the result of the Winston-Lutz test, the presented procedure of performing the light/radiation coincidence ﬁeld test in advance facilitates the interpretation of the error of the Winston-Lutz test.
Based on the results of the Winston-Lutz test, we were able to demonstrate the tuning ﬂow of all in-room lasers including the horizontality and verticality by using the developed device.
Conclusions: We have developed a couch-mounted veriﬁcation device and software that can evaluate the light/radiation coincidence ﬁeld test and the alignment including the horizontality and verticality of the in-room laser used for patient positioning in radiotherapy, and reported its usefulness. The analysis accuracy of the developed software was comparable to that of commerciallyavailable software. The use of this device and the developed software would contribute to not only the efﬁciency of adjusting all inroom lasersʼ alignment including the horizontality and verticality but also reﬂect accurately the result of the Winston-Lutz test.
Keywords: laser, Winston-Lutz test, light ﬁeld, radiation ﬁeld, quality control*

連絡著者 (corresponding author) 愛知県がんセンター 放射線治療部［〒464–8681 愛知県名古屋市千種区鹿子殿 1–1］
Department of Radiation Oncology, Aichi Cancer Center Hospital, 1–1 Kanokoden, Chikusa-ku, Nagoya, Aichi 464–8681, Japan
E-mail: hishimizu@aichi-cc.jp

1

医学物理 第 41 巻 第 1 号

はじめに
放射線治療において患者の位置合わせに使用する室内
レーザは一般的にスターショット 1）や Winston-Lutz 試験 2）などにより求めた放射線アイソセンタに投影される．
室内レーザは，強度変調放射線治療や定位放射線治療を実施する施設においては 1.0〜1.5 mm 程度の位置精度が要求される 3）．位置精度の検証には，鏡の反射を利用した方法が提案されているが 4〜6），日常的な品質管理方法には室内レーザ照準器に対向する壁面や床面の初期位置を示す印からの変位を確認する方法やガントリヘッドに取り付けたフ
ロントポインタの先端を基準にしてアイソセンタ付近における相互の室内レーザの位置関係を目視にて確認する方法が採用されている．これらの方法は簡便ではあるが，前者

Fig. 1The Spatial coordinates of the radiation treatment
machine deﬁned by the International Electrotechnical Commission (IEC) and the general laser arrangement in the radiation treatment room

Fig. 2

The appearance of the developed device. The device is set on a base plate. IEC, International Electrotechnical Commission.

は評価する位置がアイソセンタから遠く，かつ壁面あるいは床面の印が経時的に劣化するために精度は高くなく，後者はレーザの水平性と鉛直性の確認が難しい．Welsh らはガントリに取り付けられているクロスヘアを利用して，室内レーザの精度を検証する方法を示した 7）．この方法では，
例えば校正済みの水準器を使用して，ガントリとコリメータの角度をそれぞれ 90°と 0°に設定し，ガントリに対向する室内レーザと光源により投影されたクロスヘアとの一致を目視にて確認する．評価精度は高く，また室内レーザの水平性と鉛直性も評価できる．しかし，放射線治療室における一般的な室内レーザは Fig. 1 に示すとおり，国際電気標準会議 (International Electrotechnical Commission:IEC) の X 方向（IEC-X）の両壁面および天井から投影される直交レーザに加えて，天井もしくは IEC-Y のマイナ
ス側の壁面から投影される矢状レーザがあることが多く，
Welsh らが提案した方法では，すべての室内レーザの位置を一度に評価することができず作業効率は悪い．この問題を解決するために，すべての室内レーザの水平性と鉛直性を含めた位置精度を一度に評価できる寝台（以降，カウチ）設置型レーザアライメント評価器具（以降，器具）を開発に Winston-Lutz 試験後に本器具を使用した室内レーザのした．この器具は，中心にタングステン球を内蔵しており，調整手順を考察した．

レーザ位置の確認後に Winston-Lutz 試験が実施可能であ1.

り，放射線アイソセンタとの整合性を確認することができる．また，レーザ位置の確認から修正までの一連の流れを，

1.1

方

法

カウチ設置型レーザアラインメント評価器具の構造

同一器具を使用して実施することにより，レーザ調整の作

Fig. 2 は開発した器具の外観を示す．器具は水準や位置

業効率の向上に加えて，Winston-Lutz 試験の結果を正確を調整するための専用のベースプレートの上に載せて使用に反映させることができる．本器具は光照射野および放射する．ベースプレートを含めた器具のサイズは底面が線照射野を検証する治具も備えているため，事前に放射線44 cm×50 cm, 高さが 32 cm である．総重量は 10 kg であ照射野の正確度を確認した上で Winston-Lutz 試験を実施

り，主材質はポリアセタール樹脂（物理密度：1.42 g/cm3）

することができる．さらに，われわれはこれらの検証を解である．

析するソフトウェアを開発した．本報告では，新しく開発

器具の中央面には 2 軸（IEC-X, Y の回転軸）の角度をした器具およびソフトウェアを使用した光照射野および放表示可能な専用水準器を設置することができる (Fig. 3a)．

射線照射野と Winston-Lutz 試験の検証手順を示し，また，器具の水準はベースプレートにある 3 つのねじ（Fig. 3b, c

開発したソフトウェアの精度評価について報告する．さらの Adjuster ）により補正が可能である．器具の A, B, C,

2

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

Fig. 3The details of the developed device. (a) It allows a speciﬁc digital goniometer to set on the central surface of the device.
The (b), (c), and (d) are zoomed photographs from the negative direction of IEC-Y, negative direction of IEC-X, and positive direction of IEC-Z, respectively. The (e) is a screw for adjusting the device position and is a zoomed photograph ofthe broken circle in (b).The (f) is a slit for evaluating the horizontality and verticality of the laser and is a zoomed photograph of the solid circle in (c). IEC, International Electrotechnical Commission

D 面は，IEC-Y のプラス方向の面から反時計回りの 4 面でリット（拡大図：Fig. 3f）は，E 面を除く各面にあり，同あり，E 面は器具の底面である．器具の A 面と C 面および側だけでなく 28 cm の距離にある対側に投影されるレーザ

B 面と D 面はそれぞれ同じ構造であり，これらの面と E 面と罫書線の一致を確認することで，より広い空間領域におにはレーザの位置に合わせて器具を設置するための白色のいてレーザの水平性と鉛直性を評価することができる．さ罫書線がある（Fig. 3b–d の破線の矢印）．器具の B, D おらに，罫書線上には，わずかなレーザの位置ずれ（目視によび E 面の罫書線により IEC-X の両壁面および天井からよる予備実験の結果，約 0.2 mm）を検出することができ投影される直交レーザの水平性と鉛直性を，C 面の罫書線る彫り（Fig. 3c の破線の四角部分）がある．これらの構により天井もしくは IEC-Y のマイナス側の壁面から投影造を利用することにより，水平性と鉛直性を含めたすべてされる矢状レーザの鉛直性を評価することができる．ベーの室内レーザの位置精度を高い精度で確認することがでスプレートには Fig. 3b の破線の丸で示されるねじ（拡大き，系統的な位置ずれがあるレーザを特定することができ

図：Fig. 3e）があり，カウチに 1.0 mm 未満の細かな位置る．また，器具の中心部分，すなわち，各面の中心を示す

調整精度がない場合，IEC-X, Y 方向に対する器具の微調

十字の罫書線を器具の中央に延長した交点（Fig. 3d 中央整が可能である．また，Fig. 3c の実線の丸で示されるスの十字部分のプレート内）に直径 5.0 mm のタングステン
3医学物理 第 41 巻 第 1 号の角度定義は IEC612178）に準拠した．なお，放射線照射野の解析では，IEC-X, Y 方向の照射野サイズの差異と中心偏位を算出した．照射野サイズの差異は画像の中心線上の IEC-X, Y 方向の画素プロファイルをそれぞれ微分して，微分係数がゼロになる 2 点間の距離から定格照射野サイズを差分した値とした．中心偏位は微分係数がゼロになる
2 点間の中点（照射野中心）と画像中心との距離とした．
また，Winston-Lutz 試験では，照射中心とレーザ中心（タングステン球）の差を算出した．レーザ中心（タングステン球）は円の重心として定義された．
ソ フ ト ウ ェ ア で は，放 射 線 照 射 野 の 検 証 と WinstonFig. 4

Photograph of the light-ﬁeld test. The upper-leftphotograph shows a conﬁrmation of the matchingof crosshair with the carved line on the central
surface of the device. In the photo on the right, alight ﬁeld of 20 cm square is projected on the device. Tungsten markers (arrows) are embedded in
the four corners of each ﬁeld (10 cm, 15 cm, 20 cm,
and 25 cm)

Lutz 試験の許容値を設定できるようにした (Fig. 5)．放射線照射野の検証については，照射野ごとに IEC-X, Y 方向の差異と中心偏位に対して許容値を設定することが可能であり (Fig. 5a)，Winston-Lutz 試験については，ガントリとコリメータ，カウチに分けて許容値の設定が可能である(Fig. 5b)．画像の識別方法は，DICOM 画像ファイルのヘッダー情報を参照する方法，または，指定したファイル
名を参照する方法が選択できるようにした．どちらの参照

球が設置されているため，レーザ位置の確認後に，レーザ方法を採用しても，DICOM タグの RT image SID（焦点中心に設置したタングステン球の中心と放射線照射中心とから EPID までの距離）が参照されて拡大率は自動補正さの整合性を確認することにより Winston-Lutz 試験を実施れる．したがって，解析結果にはアイソセンタ面におけるできる．また，器具中央面の放射状プレートには光照射野値が提示される．解析は数秒で実施され，結果は指定されの検証用に罫書線があり，10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm のたフォルダに保存される．また，レポートには解析日時，

正方形照射野の四隅には 2.0 mm のタングステンマーカが検査者，承認者を入力することができるようにした．

設置されており (Fig. 4)，この器具の画像を電子ポータル
画像装置 (electric portal imaging device: EPID) により取1.3開発した器具を用いた検証得することで，光照射野と放射線照射野の整合性を目視あ開発した器具を使用して光照射野および放射線照射野とるいは後述の解析ソフトウェアを利用して確認することもWinston-Lutz 試験の検証を行った．放射線治療装置にはできる．

TrueBeam (Varian Medical Systems, Inc.) を使用した．
1.3.1

1.2

解析ソフトウェアの開発

光照射野および放射線照射野

TrueBeam のカウチに器具を設置し，器具の中央面に設

放射線照射野の解析，および Winston-Lutz 試験に対応置した 2 軸対応の専用水準器が 0°を示すように器具底面のし，EPID により撮影した画像（DICOM 画像）をオフラ

ベースプレートのねじを調節した（Fig. 3b, c の Adjuster ）．

インにて受け取り，保存したフォルダを指定することで半校正されたフロントポインタを使用して線源表面間距離が自動的にデータ解析ができるソフトウェアを開発した（プ

100 cm になるようにカウチの高さを調整した．器具中央

ログラム言語：Python 3.7）．放射線照射野の解析についの罫書線にクロスヘアが一致するようにカウチ位置を調整て は，光 照 射 野 と の 一 致 の 確 認 は 10 cm, 15 cm, 20 cm,

した (Fig. 4)．器具の表面には一辺が 10 cm, 15 cm, 20 cm,

25 cm の照射野において可能で，その他の照射野サイズに25 cm の正方形照射野に対応したタングステンマーカが設

おいても DICOM 画像を用いた解析が可能である．例え

置されているため，光照射野の四隅が一致しているかを確ば，Winston-Lutz 試験に使用する 2〜4 cm 程度の小さな認した．EPID を使用して，一辺が 2 cm と 25 cm の照射野

照射野の DICOM 画像を取得しておくことで，Winston-の DICOM 画像を取得し，開発したソフトウェアにて照射

Lutz 試験における照射野に起因する系統的誤差を把握す

野ごとに IEC-X, Y 方向の差と中心偏位を解析した．許容ることができる．また，Winston-Lutz 試験において，コ

値は 1.0 mm とした．

リ メ ー タ は 0°, 90°, 270°, 180°, ガ ン ト リ は 0°, 90°, 270°,

1.3.2

Winston-Lutz 試験

180°（時計回り，および反時計回り），カウチは 0°, 315°,

前項と同様の手順で器具の水準を調整した．カウチ位置

270°, 135°, 90°にのみ対応した（他の商用ソフトウェア等を移動させることにより，レーザを器具の白い罫書線に合を利用する際は，その限りではない）．解析ソフトウェア

わせた．レーザの鉛直性および水平性は白い罫書線を基準

4

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

Fig. 5The screen for setting the tolerance of software［(a) radiation-ﬁeld test, (b) Winston-Lutz test］

として視覚的に評価された．EPID を使用して，照射野

2.2

Winston-Lutz 試験

2 cm におけるコリメータ［0°, 90°, 270°,（TrueBeam の仕レーザの鉛直性および水平性は白い罫書線を基準として

様上，180°を除く）］, ガントリ［0°, 90°, 270°, 180°（時計

視覚的に評価された．Fig. 7a は器具の B 面におけるレー

回 り，お よ び 反 時 計 回 り）］, カ ウ チ (0°, 315°, 270°, 135°,

ザの鉛直性および水平性を確認している写真である．Fig.

90°) の Winston-Lutz 試験を実施し，DICOM 画像を取得

7a の (1)–(4) におけるレーザずれの評価により，それぞれし，開 発 し た ソ フ ト ウ ェ ア に よ り 解 析 し た．許 容 値 は

レーザには IEC-Y のプラス方向，IEC-Z のマイナス方向，

1.0 mm とした．なお，室内レーザの調整手順を考察する

IEC-Y のマイナス方向，IEC-Z のプラス方向の変位がある

ため，IEC-Y, Z 方向にカウチを意図的に−0.5 mm 移動しことが確認された．
Fig. 6b–d にコリメータ，ガントリ，およびカウチ回転た位置で試験を実施した．
開発したソフトウェアの信頼性を評価するために，市販に対する Winston-Lutz 試験の結果レポートを示す．このソフトウェアである DoseLab (version 6.8) による解析

結果ではレーザ中心（タングステン球中心）に対する照射値と比較した．

野中心の回転角度ごとの差とその平均値が示されている．

9）

2.

結

果

なお，ガントリ回転の試験結果の平均値は，時計回りの180°と反時計回りの 180° (180°E) の両方を解析に含めた

放射線照射野の解析，および Winston-Lutz 試験の解析

場合，2 つの 180°の差を平均した後に残りの角度の差と平において，DICOM 画像のアイソセンタにおけるピクセル

均することにより，平均値における各角度の加重を等分しサイズは 0.22 mm であった．

ている．今回は，室内レーザの調整手順を考察するため，
IEC-Y, Z 方向にカウチを意図的に−0.5 mm 移動した位置

2.1

光照射野および放射線照射野の確認で試験を実施したため，ガントリの Winston-Lutz 試験の器具の表面の一辺が 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm の正方結果における 180°と 270°においては IEC-Y 方向，90°と形照射野に対応したタングステンマーカと光照射野の四隅270°においては IEC- Z 方向におけるレーザ（タングステが一致していることを確認した．Fig. 6a に一辺が 2 cm とン球中心）に対する照射中心の差が大きかった．

25 cm の照射野における放射線照射野検証結果レポートを開発したソフトウェアにおける解析値と市販ソフトウェ

示す．照射野ごとの IEC-X, Y 方向の差異と中心偏位を確アである DoseLab による解析値を Table 1 に示す．Dose-

認した結果，「判定」の項目に示されているように許容値

Lab による解析値の符号は画像の右上が正であるが，比較内であることを確認した（設定した許容値内であればのため開発したソフトウェアが用いている放射線治療装置「OK」が表示される）．

の IEC 座標の符号に変換した．符号を変換した数値には
表中に※を表記した．また，最下段の平均値は，開発した
5

医学物理 第 41 巻 第 1 号

Fig. 6

The report of the result analyzed by the developed software［(a); the result of the radiation-ﬁeld test (the square ﬁeldsof 2 and 25 cm), (b)–(d); the result of the Winston-Lutz test for the collimator, gantry, and couch, respectively］

Fig. 7The laser horizontality and verticality evaluated on the plane B of the device［(a) before laser adjustment and (b) afterlaser adjustment］. From the enlarged photographs (1)–(4) in the (a), it can be seen that each laser is displaced to thecarved line in the positive direction of IEC-Y, the negative direction of IEC-Z, the negative direction of IEC-Y, and thepositive direction of IEC-Z, respectively. In (1)–(4) of the (b), the laser and the carved line match. IEC, International
Electrotechnical Commission

6Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

Table 1The difference between the analyzed values of the developed software and the commercial software in the Winston-Lutz
test results
Developed software

Collimator

Gantry

Couch

Angle
［°］

IEC-X
［mm］

IEC-Y
［mm］

0
90
270
0
90
180 (CW)
270
180
(CCW)
0
45
90
270
315

0.27
(0.23)−0.69 (−0.25)−0.19 (−0.39)
0.27(0.23)
̶0 (−0.15)
̶
0.41(0.25)

0.15 (−0.45)
0.23 (−0.12)
0.17(0.10)
0.15 (−0.45)
0.49 (−0.30)
1.23(0.10)
0.78 (−0.02)
0.94 (−0.21)

̶
̶
̶
̶
1.22
̶
0.85
̶

0.27
(0.23)
0.54(0.01)
0.53 (−0.12)−0.49 (−0.06)−0.47 (−0.21)

0.15 (−0.45)
0.60(0.06)
0.4(0.02)
0.42(0.20)
0.31 (−0.30)

̶
̶
̶
̶
̶

0.02 (−0.03)

0.41 (−0.14)

1.04

Average

DoseLab

IEC-Z
［mm］

(0.34)(−0.11)(−0.12)version 6.8

2D
［mm］

IEC-X
IEC-Y IEC-Z
2D［mm］ ［mm］ ［mm］［mm］

0.31 (−0.29)
0.72 (0.16)
0.25 (0.04)
0.31 (−0.29)
1.32 (0.14)
1.23 (0.09)
1.15 (−0.07)
1.02 (−0.14)

0.04
−0.44
0.20
0.04
̶
0.15 ※

0.31 (−0.29)
0.80 (0.04)
0.66 (−0.09)
0.65 (0.17)
0.56 (−0.11)
̶

0.60
̶
0.35
̶
0.07
̶
0.60
̶
0.79 ※ 0.88
1.13
̶
0.76
0.96
1.15
̶

0.60
0.56
0.21
0.60
1.18
1.14
1.22
1.16

0.04
0.53
0.65
−0.43
−0.26

0.60
0.54
0.38
0.21
0.61

̶
̶
̶
̶
̶

0.60
0.76
0.75
0.48
0.67

0.05

0.55

0.92

̶

0.16 ※The mark of ※ shows the value converted the sign from the DoseLab coordinates to the IEC coordinates for the radiation treatment machine. IEC, International Electrotechnical Commission; CW, clockwise; CCW, counterclockwise

ソフトウェアの仕様に合わせて，ガントリ回転に関しては性と鉛直性を評価することができる．また，器具の中心に

いずれも時計回りと反時計回りの 180°の値を先に平均化ある直径 2 mm の真鍮球はマイクロメータでレーザ中心とした後，残りの値と平均することにより算出された．開発

画像上の座標中心を一致させた後，市販のソフトウェアをしたソフトウェアにおける解析値の隣に括弧書きで表記さ利用することでレーザと照射中心との差を評価することがれている数値は DoseLab による解析値との差分を示す．

できる．しかし，先行研究はいずれも放射線照射野の位置

IEC-X, Y, Z における DoseLab に対する開発したソフト

精度評価には対応しておらず，これには別の器具を利用す

ウ ェ ア の 差 の 平 均 値 は そ れ ぞ れ−0.03 mm, −0.14 mm,

る必要がある．われわれが開発した器具は光照射野および−0.12 mm であった．

放射線照射野を検証した後に，室内レーザの水平性と鉛直

3.

考性を含めた位置精度を一度に評価し，さらに Winston-察

Lutz 試験を実施することもできる．

放射線治療における光・放射線照射野の検証および患者

本 報 告 に お い て，光 照 射 野 と 放 射 線 照 射 野，お よ び

位置合わせに使用される室内レーザの水平性と鉛直性を含Winston-Lutz 試験を検証し，開発したソフトウェアにてめた位置精度を一度に評価できるカウチ設置型の検証用器

良好に解析できることを確認した．Fig. 8 に室内レーザの具を開発した．本報告では，開発した器具を使用した光照調整方法のフローチャートを示す．放射線照射野の検証結

射野および放射線照射野の確認と Winston-Lutz 試験の検果が許容値を超えている場合には，Winston-Lutz 試験の証手順について報告した．また，これらの試験の画像解析

照射中心が変位してしまうため，室内レーザを調整する前を可能にするソフトウェアを開発し，市販のソフトウェアに，放射線照射野の調整を実施する必要がある．放射線照と解析結果を比較した．

射野が許容値内であることを確認後に Winston-Lutz 試験

Hwang らは 2016 年に室内レーザの水平性と鉛直性を含10）を実施する．今回の結果では，光照射野と放射線照射野の．この器具で整合性，ならびに放射線照射野サイズは許容値内であっは，器具表面の罫書線とレーザとを一致させた後に，器具た．また，Winston-Lutz 試験結果が一部の条件において内に配置したフィルムにより照射中心が評価される．一方

許容値である 1.0 mm を超えたときには，試験結果からで，われわれが開発した器具では解析に EPID を利用してレーザ中心（タングステン球中心）に対する照射野中心のおり，スキャナによるフィルムの読み取り作業がないため差が減少する方向に器具を移動させてから室内レーザを調効率性の観点から優れている．また，穴井らは 2019 年に整する必要がある．例えば，Fig. 6c のガントリ回転に対めた位置精度を評価する器具を開発した

立 方 体 の 各 面 に 1 mm の ス リ ッ ト の あ る 器 具 を 開 発 しする Winston-Lutz 試験結果では，180°と 270°においてはた 11）．この器具では，スリットを通過したレーザが対側

IEC-Y 方向，90° と 270° においては IEC-Z 方向における面のスリットを通過するかを確認することでレーザの水平レーザ（タングステン球中心）に対する照射中心の差が大7

医学物理 第 41 巻 第 1 号

向上に加えて，Winston-Lutz 試験結果の正確な反映が可能であると考えられる．
Winston-Lutz 試験の検証結果について，市販のソフト
ウェアである DoseLab による解析値と比較した．レーザ
中心（タングステン球中心）と照射中心位置の解析方法は
2 つのソフトウェアで異なっている．DoseLab では閾値を設定し，EPID 画像におけるそれぞれの図形（今回は，タングステン球に対応する円および正方形照射野に対応する四角形）の重心をレーザ中心（タングステン球中心）および照射中心として差が算出される．一方で，われわれが開発したソフトウェアでは，レーザ中心（タングステン球）
は円の重心として定義されるが，照射中心は画像の中心線
上の IEC-X, Y 方向の画素プロファイルをそれぞれ微分して，微分係数がゼロになる 2 点の中点を中心として定義される．この解析方法の差により，Table 1 に示すように両者における差が生じた．しかし，その差はほとんどがピク
セルサイズ (0.22 mm) 程度の差であり，本ソフトウェアのFig. 8The ﬂowchart for the in-room-laser adjustment.
The Winston-Lutz test is performed after conﬁrming that the veriﬁcation result of the radiationﬁeld is within the tolerance. By referring to thisresult of the Winston-Lutz test, the device is
moved in the direction in which the difference between the center of the radiation ﬁeld and the center of the laser (center of the tungsten sphere) decreases. The Winston-Lutz test is performed again,
and after conﬁrming the difference is within tolerance, the position of the in-room laser is adjusted
so as to match the carved line on the surface of thedevice品質管理への適用は問題ないと考えられた．
4.

結

論

放射線治療における光・放射線照射野の検証および患者
位置合わせに使用される室内レーザの水平性と鉛直性を含めた位置精度を一度に評価できるカウチ設置型の検証用器
具および解析ソフトウェアを開発し，その検証手順を示した．開発したソフトウェアの解析値は他のソフトウェアと比較し同等であった．
本システムの使用は光・放射線照射野の検証から室内
レーザの水平性と鉛直性を含めた位置評価および調整までの一連の流れを同一システムにより実施することによりきいので，コリメータ，ガントリ，およびカウチの Win-

レーザ調整における作業の効率化に大きく貢献するだけで

ston-Lutz 試験の結果の平均値（Table 1 の最下段）を参なく，Winston-Lutz 試験結果の正確な反映が可能になる．

照して IEC-Y, Z 方向の平均値の逆符号である−0.4 mm と−1.0 mm カウチを移動する．カウチに 1.0 mm 未満の細か謝辞

な位置調整精度がない場合には，Fig. 3b に示したねじ

本器具の開発にご助言いただいた愛知県がんセンターな(adjuster, screw) により調整する．このねじは，1 回転あらびに名古屋大学医学部附属病院の皆様，DoseLab の解たり 1.0 mm 器具を移動させることが可能である．器具の析についてご教示いただいた株式会社バリアンメディカル

位置調整後に Winston-Lutz 試験を再度実施し，差が許容

システムズの小林真様に感謝申し上げます．また，写真撮

内であることを確認した後に，器具の表面の罫書線に一致

影にご協力いただいた愛知県がんセンター放射線治療部のするように室内レーザの位置を調整することで，水平性と中山雅詞様に感謝申し上げます．

鉛 直 性 を 含 む レ ー ザ ー の 精 度 が 保 証 さ れ る (Fig. 7b)．
Winston-Lutz 試験のための商用の器具およびファントム

付記は，レーザ中心と放射線アイソセンタを一致させることは

共著者の村澤哲は，開発した器具およびソフトウェアをできるが，レーザの水平性と鉛直性を調整する機能はない

製造・販売する MU ラボ合同会社に所属する．それ以外のことが多い 12）, 13）．すなわち，レーザの水平性と鉛直性を著者に開示すべき利益相反はない．また，本システムの機調整するためには隅出し器や別の器具およびファントムを

能の一部を特許出願中（特願 2019-59977）である．

設置する必要がある．一方で，本器具を用いれば，水平性と鉛直性を含めたレーザ位置の確認から修正までを一連の流れで実施することが可能である．レーザ調整の作業効率
8Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

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three different phantoms used for Winston-Lutz test with
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Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 10–21 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

解説〈連載：教育委員会企画〉

重粒子線治療装置 HIMAC の建設とそのもたらしたもの―医学物理学の観点から―
第 4 部．臨床研究の概要と今後の展望
遠藤真広 *
医用原子力技術研究振興財団

Construction of Heavy Ion Accelerator in Chiba (HIMAC) and Its Consequences― From Medical Physics Viewpoint: Part 4. Outline of Clinical Research andFuture Prospects
Masahiro ENDO*

Association for Nuclear Technology in Medicine

第 4 部．臨床研究の概要と今後の展望

新規薬剤の治療効果を比較する試験があげられる．一般に臨床試験は，次の 3 つのフェーズを段階的に進める．

1)

第 1 部 で述べたように 1994 年 6 月に HIMAC においてフェーズⅠ

安全性の試験（正常人のボランティア
が対象）

重粒子線治療の臨床研究が開始された．臨床研究は順調に進行し，2003 年には重粒子線治療は保険診療に進む前段

フェーズⅡ

有効性の試験（患者が対象）

階として高度先進医療として認められ，照射治療以外の入フェーズⅢ他の方法との優劣を比較する試験

院費などを社会保険から支払うことが行われるようになっ（患者が対象．比較する 2 つの群にラた．そして，2016 年には骨軟部腫瘍，2018 年には頭頸部

ンダムに割り当てる）（非扁平上皮癌），前立腺癌の治療が保険診療として認めらフェーズⅢでは，2 つの群の評価値（例えば生存率）に差れた．また，重粒子線治療施設の建設も相次ぎ，2004 年がある確率が 95% 以上のとき，2 つの群は統計的に有意なには兵庫県立粒子線医療センター，2010 年には群馬大学，差があるとされるが，この統計的な有意差を証明するの2013 年には九州国際重粒子線がん治療センター，2015 年

は，相当に大変である．例えば，2 つの治療法でそれぞれには神奈川県立がんセンター，2018 年には大阪重粒子線

100 名の患者を治療して，生存率が 50% と 60% となったセンターが治療を開始し，そして 2021 年には山形大学が場合でもこれらの治療法の成績に有意差はなく，50% と治療を開始する予定である．

65% でようやく有意差があると判定される．

重粒子線治療患者の増加も著しく，2019 年 3 月末までの放射線治療では治療に必要な線量の放射線を照射しなけ

総数で 22,338 人（HIMAC 11,834 人，その他の計 10,504

ればならないため，正常人を対象に安全性だけを調べる純人）に達している．これらの症例の多くは，HIMAC の臨

粋のフェーズⅠ試験を行うことは不可能である．新しい治床研究により開発された治療プロトコル（線量分割法な療法の臨床試験は，最初，患者を対象に安全性とともに有ど）を用いているため，医療として行ったものも臨床デー

効性をも評価するフェーズⅠ/Ⅱとして行われる．重粒子

タとして治療成績の解析に利用できる．第 4 部では，最初線治療でも臨床試験は患者を対象にそれぞれの部位に対しに臨床研究の方法を簡単に述べ，次に治療成績の概要を他て治療期間，分割数，総線量を決めるフェーズⅠ/Ⅱ試験の方法と比較しながら述べる．また，この連載のまとめととして開始された．そして，その際，治療期間と分割数をして，基礎分野を含む今後の展望も述べる．

固定して，総線量を増加していく手法がとられた．具体的

1．臨床研究（臨床試験）の方法には X 線治療の実績から推定される治療線量の 80% 程度
から試験を開始し，5〜10% ずつ線量を増加していく．そ

臨床研究とはヒト（患者もしくは正常人）を被験体としれぞれの線量では 5 名程度を治療して，グレード 3（外科て用いる医学研究の総称であり，臨床試験とは新しい治療的な治療が必要）以上の早期有害事象が 1 名でも発生した

法などの効果をプロスペクティブ（前向き）に調べる臨床

場合，そのすぐ下の線量を治療線量として固定する．そし研究である．臨床試験の典型的なものとして，既存薬剤とて，次にフェーズⅡとしてその治療期間，分割数，総線量* 連絡著者 (corresponding author) E-mail: endo.masahiro@antm.or.jp
10Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

Table 1
Tumor
Head & neck（non-squamous cell carcinoma）
Lung (stage Ⅰ )Lung (stage Ⅱ/Ⅲ )Liver (peripheral)
Liver (porta hepatis)
Bone and soft tissue
Prostate
Pancreas

解説

Fractionation scheme of heavy Ion therapy2）
Fraction

PeriodTotal dose16

4 weeks

57.6–64.0 Gy (RBE)

1
16
2
12
16
12
12

1 day
4 weeks
2 days3 weeks
4 weeks
3 weeks
3 weeks

50.0 Gy (RBE)
64.0–72.0 Gy (RBE)
48.0 Gy (RBE)
52.8–60.0 Gy (RBE)
57.6–70.4 Gy (RBE)
51.6 Gy (RBE)
52.8–55.2 Gy (RBE)で治療を行い，治療成績を得る．治療期間と分割数を変更

生存率や局所制御率の計算には，通常は Kaplan–Meier

する場合は，フェーズⅠ/Ⅱに戻し，再度，線量増加試験法が用いられる．この計算法は例えば生存率を計算する場を行う．このようにして，例えばⅠ期の肺癌では，速中性合，患者の死亡をイベントと考え，イベント間の期間生存

子線治療で用いられた 18 回/6 週からスタートして，9 回/3率を計算し，その累積により生存率を逐次に求める．この週，4 回/1 週，1 回/1 日に分割数/治療期間が変更された．

方法では，患者の死亡というイベントが起こるごとに生存

Table 1 にこのようにして決められた線量分割法の一部を率を計算するため時間軸でのサンプルを細かくでき，また示す．

がん治療後の追跡で不可避的に発生する追跡不能例を上手臨床研究には臨床試験と異なり，レトロスペクティブに処理できるため，多くの臨床研究で使われている．Ka-（後ろ向き）なものもある．例えば，一般診療などで治療

plan–Meier 法の詳細については，日本医学物理学会監修

した患者から一定の条件に合うものを抽出して，そのデー

3）の教科書「放射線治療物理学」付録「治療成績の解析」

タから生存率などを求めるものが相当する．あらかじめ条などを参照されたい．

件を決めて患者を割り当てていくプロスペクティブな研究

2．治療成績の概要に比べて，条件を後から決めることができるため，バイア
スが入りやすくエビデンスレベルは低いとされている．本HIMAC での重粒子線治療は，すでに開始後 26 年を経稿で紹介する治療成績のいくつかは，症例数を増やすため過していて，有望ではないかと考えられるがんがいくつもフェーズⅠ/ⅡとフェーズⅡを合わせたデータから解析し見いだされている．しかし，臨床研究のかなりの部分が，たレトロスペクティブ研究によるものである．また，臨床フェーズⅠ/Ⅱによる線量分割法の確立に割り当てられた研究（臨床試験）のデータは，単一施設のものより多施設こと，競合する他の放射線治療や外科治療もこの間に顕著

で同じ条件で実施したものが，施設によるバイアスが平均に進歩したこと，異なる治療モダリティ（例えば放射線と化され，よりエビデンスレベルが高いとされる．多施設臨手術）間のフェーズⅢ臨床試験（ランダム化比較試験）の床試験を統括する組織としては，米国の RTOG (Radiation

実施が困難なことなどの理由により，重粒子線治療の優位

Therapy Oncology Group) や，日本の JCOG (Japan Clin-が確立したと言い切れる対象は少ない．なお，以下では他

ical Oncology Group) などがある．

治療法とは，主として LC や OS という治療成績を比較しがんの治療成績は，主に生存率 (survival rate) と照射していて，治療に伴う有害事象については，ほとんど記述した部位のがんがその部位で再発しない割合を示す局所制御ていない．これは重粒子線治療が最も有害事象の少ない治率 (local control rate: LC) により評価される．ここで，生療法であるので，煩雑さを避けるためあえて省略したもの

存率には全生存率 (overall survival rate: OS)，治療後にである．

再 発 や 転 移 な ど の な い 無 増 悪 生 存 率（progression-freesurvival rate: PFS）などいくつかがあり，目的に応じて2.1使用される．生存率は照射開始後 5 年経過した時点で評価

2.1.1

重粒子線治療が他の治療法に比べて有効ながん
頭頸部の非扁平上皮癌する 5 年生存率が基本であるが，治療成績が悪いがんに対頭頸部の粘膜悪性黒色腫や腺様嚢胞癌など非扁平上皮癌

しては，開始後 1 年，2 年，3 年で評価する生存率を用いは放射線抵抗性であり，また外科手術は多くの場合，大きることもある．逆に治療成績が良く，かつ経過の長いがんな機能と形態の欠損を伴う．一方，重粒子線治療は，高（前立腺癌と乳癌が典型的）には 10 年での評価も用いられ

LET 放射線という特性により放射線抵抗性の腫瘍に対しる．生存率以外に生存期間で評価することもあり，この場ても良好な治療効果が期待でき，また線量集中性が良いた

合，生存期間中央値 (median survival time: MST) が使用

め，頭頸部の重要臓器を避けて，標的にのみ線量を集中すされる．

ることができる．Fig. 1 に悪性黒色腫に対する重粒子線治11

医学物理 第 41 巻 第 1 号

2.1.2

骨・軟部腫瘍

骨肉腫など骨および筋肉など軟部組織にできる腫瘍は一
般に放射線抵抗性であり，四肢以外にできた場合，外科治療は困難なことが多く，予後は良くない．2.1.1 と同様に重粒子線の生物効果により良好な治療成績が期待できるた
め，HIMAC において精力的に臨床試験が行われた．臨床評価の結果は期待どおりであり，局所で進行したこれらの腫瘍に対して，重粒子線治療は有効であり，第一選択の治療法と考えてよい．
1996 年から 2009 年の間に放医研で治療された体幹部骨肉腫の患者 78 例のレトロスペクティブな解析の結果では，
2 年 LC, 5 年 LC が そ れ ぞ れ 73%, 62% で あ り，ま た 2 年
OS, 5 年 OS がそれぞれ 58%, 33% であった 6）．切除手術がぎ り ぎ り 可 能 と 考 え ら れ る 臨 床 的 腫 瘍 体 積 (CTV) がFig. 1

Heavy ion beam dose distribution of malignant
melanoma of the forehead5）

500 cm3 未満の 38 例に対しては，5 年 LC88%, 5 年 OS46%というより良好な結果が得られた．体幹部骨肉腫の従来の治療成績は切除可能な場合，5 年 OS は 22〜44%, 切除不療の際の線量分布を例として示す．図に示すように眼球や能の場合，0〜30% であり，重粒子線治療の成績は従来の視神経を避けた線量分布が得られている．重粒子線治療

方法より優れているといえる．LC と OS が乖離するのは，は，このようながんの有効な治療手段として期待され，悪性黒色腫と同様，遠隔転移が主な原因である．遠隔転移

HIMAC において精力的に臨床試験が行われた．臨床評価の抑制こそ，今後，治療成績を向上させる最重要点と言いの結果は期待通りであり，局所で進行したこれらの腫瘍にうるが，それについては，第 3 節で述べる．

対して，重粒子線治療は有効であり，第一選択の治療法と1996 年から 2013 年の間に HIMAC で治療された切除不能の仙骨脊索腫の患者 188 例のレトロスペクティブな解析考えてよい．
HIMAC を含む 4 施設で治療された粘膜悪性黒色腫の患の結果では，5 年の LC, OS, 無増悪生存率 (PFS) がそれぞ者 260 例の治療成績をレトロスペクティブに解析したとこ

れ 77%, 81%, 50% であった 7）．他治療法としては，陽子線

ろ，局所制御率 (LC) が 2 年で 84%, 5 年で 72%, 全生存率

治療があり，19 例に実施して 5 年 OS が約 80% を示した報(OS) が 2 年で 69%, 5 年で 45% であることが示された ．

告などあるが，症例数が少ないため陽子線治療と重粒子線

4）

一方，X 線治療の成績は，5 年の OS が 13〜18% である．

治療の比較は困難と考えられる．これは，陽子線治療ではまた，陽子線治療の成績は，1 年の LC が 76%, 3 年の OS手術との併用が多く，比較可能な陽子線単独治療は少ない

が 46% である．これらから，重粒子線治療は X 線治療やからである．

陽子線治療より優れていることがいえる．
粘膜悪性黒色腫の重粒子線治療において，LC と OS が2.2乖離するのは遠隔転移が主な要因である．遠隔転移を抑制

2.2.1

罹患数や死亡数の多いがん（コモン・キャンサー）コモン・キャンサーし，OS を向上するため全身療法として薬剤治療が行われ2.1 で述べたがんは，重粒子線治療の優位性が認められ，る．上記の 260 例のうち 129 例に同時併用の薬剤治療が行

第 1 選択として良いといえる．しかしながら，いずれも罹われ，2 年 OS が 76% であった．一方，131 例では，薬剤

患数が少ない希少がんである．日本全国で発生する頭頸部治療は行われず，その 2 年 OS は 62% であった．この差はの非扁平上皮癌の患者のうち，重粒子線治療の適応となる

統計的に有意であり (p＝0.024)，薬剤治療の併用は OS のものは年間 500 人程度であり，また，骨・軟部腫瘍のうち向上に有用であることがいえた．今後は，最近，注目を集適応となるものは年間 500〜1,000 人程度と考えられていめている免疫チェックポイント阻害剤との併用が考えられる．

るが，それについては，第 3 節の今後の展望の中で述べる．

日本でがんに罹患する患者は年間 100 万人程度と推定さ

また，腺様嚢胞癌については，1997 年から 2013 年の間れているから，これらの数字はあまりに少ないと言わざるに HIMAC で治療された患者 185 例のレトロスペクティブをえない．がん医療の主戦場は，罹患数や死亡数の多いコ

な解析の結果では，5 年 LC が 75%, 5 年 OS が 74% であっモン・キャンサーといわれるがんであるが，それらに対した ．これは，X 線治療による 5 年 LC, 5 年 OS の，それぞて，今までのところ，重粒子線治療がどのように評価されれ 27〜56%, 24〜57% を凌駕している．

ているか見ていこう．

5）

Table 2 と Table 3 は，日本におけるがん罹患と死亡の12

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

Table 2

解説

Top 5 cancer cases in Japan (2017)

rank

Cancer site

Number1
2
3
45

colon and rectum
stomachlung
breastprostate

153,193
129,576
124,510
92,253
91,215

Table 3

Top 5 cancer deaths in Japan (2018)

rank

Cancer site

Number

1
2
3
4
5

lung
colon and rectum
stomachpancreasliver

74,32850,65844,19235,39025,925

Fig. 2

Process of clinical research on stage I lung cancer

かるようになってきたので，HIMAC ではⅠ期の肺癌を臨床試験の対象として取り上げた．
Fig. 2 にⅠ期肺癌の臨床試験の経過を示す．1994 年に始まったフェーズⅠ/Ⅱ試験においては，速中性子線治療で用いられた 18 回/6 週からスタートして，線量増加を行った．最大線量に達すると，分割数/期間を 9 回/3 週に変トップ 5 を示している ．どちらの表でも大腸（結腸と直8）え，フェーズⅠ/Ⅱ試験を行った．そして，最大線量に達腸），胃，肺のがんが 3 位までを占める．罹患数では，4 位

すると，再び分割数/期間を 4 回/1 週に変え，フェーズⅠ/に乳癌，5 位に前立腺癌という性に関係したがんが僅差でⅡ試験を行った．このようにして，3 つの分割方法に対し並ぶ．この 2 つのがんは，比較的，治りやすいため死亡数て最適線量が得られたが，18 回/6 週については長い治療のトップ 5 には含まれていないが，死亡数の 7 位と 8 位に期間に見合うメリットがないため，フェーズⅡは実施せ同じ順序で並んでいる．また，死亡数では 4 位は膵癌，ず，9 回/3 週と 4 回/1 週のフェーズⅡ試験を 1999 年から

5 位は肝癌である．この 2 つのがんは治療が難しいため，

2003 年にかけて実施した．これらの結果，治療期間をさ

死亡数で上位を占めるわりに罹患数が少ないが，罹患数のらに短くしても治療結果に悪い影響はないという感触が得

6 位 と 7 位 に 同 じ 順 序 で 並 ん で い る．い ず れ に し て もられたので，1 回照射によるフェーズⅠ/Ⅱ試験を 2003 年

Table 2 と Table 3 に示した 7 種類のがん（大腸（結腸と直に開始した．開始の際の投与線量は 28 Gy (RBE) であっ腸），胃，肺，乳房，前立腺，膵臓，肝臓のがん）が，コ

た．なかなか最大線量に達せず，また腫瘍の制御も必ずしモン・キャンサーの代表といってよい．

も予想どおりではなかったので，想定よりも長期間を要7 種類のがんすべてが，重粒子線治療の対象になっていし，ようやく 2012 年に最大線量 50 Gy (RBE) に達して終るわけではなく，もともと放射線治療の適応となっていな

了した．このように長期間を要したのは，慎重を期すため，

い胃と大腸は対象には含まれていない．ただし，直腸癌がそれぞれの線量での患者数を多めにしたことも理由の一つ

手術後，骨盤内で再発した場合は重粒子線治療の対象となである．以下，これらの結果について述べる．

る．また，乳癌は比較的，治療しやすく，HIMAC で臨床

Ⅰ期肺癌の臨床試験の対象は，高齢などにより手術が困試験を開始したときには，乳房温存療法などの治療法が好難な患者の肺野末梢に局在するⅠ A 期 (T1N0M0) およびⅠ成績をあげていたので，臨床試験の対象とはならなかっB 期 (T2N0M0) の非小細胞癌である．9 回/3 週のフェーズ

た．HIMAC で臨床試験が精力的に行われたのは，肺癌，Ⅱ試験は，50 例 51 病巣（T1：30 病巣，T2：21 病巣）に肝癌，膵癌，前立腺癌，直腸癌の術後骨盤内再発である．

対して行われ，5 年 LC は 96% (T1：97%, T2：95%)，5 年

以下これらについて述べる．

OS は 50% (T1：55%, T2：43%) で あ っ た 9）．4 回/1 週 の

2.2.2

フェーズⅡ試験は，79 例 80 病巣（T1：42 病巣，T2：38

肺癌

肺 癌 は Table 2 と Table 3 に 示 す よ う に 罹 患 数 で 3 位，病 巣）に 対 し て 行 わ れ，5 年 LC は 90% (T1：98%, T2：

死亡数で 1 位のがんであり，その治療成績の向上は，がん80%)，5 年 OS は 45% (T1：62%, T2：25%) で あ っ た 10）．

医療の中でのきわめて重要な課題といえる．肺癌の 2 割程

1 回照射については，フェーズⅠ/Ⅱ試験で 44 Gy (RBE) 以

度は小細胞肺癌という遠隔転移しやすい癌であり，手術や上が処方された 84 例（T1：44 例，T2：40 例）に対する放射線という局所治療の対象にならない．それ以外の扁平5 年 LC は 80% (T1：88%, T2：71%)，36 Gy (RBE) 以 上

上皮癌や腺癌など 8 割程度の癌は早期に発見すれば局所治が処方された 151 例に対する 5 年 OS は 57% であった 11）．

療により完治することが期待できる．しかし，1980 年代

上記の 1 回照射の 5 年 LC(80%) は，9 回/3 週 (96%) もしまでは，検診技術が未熟であったため，ほとんどの肺癌は

くは 4 回/1 週 (90%) と比較すると，良いとはいえない．1

進行した状態で発見され，治療成績もきわめて悪かった．

回照射で 48〜50 Gy (RBE) が処方された 20 例に対する 51990 年代からの CT 検診の導入により，早期の肺癌が見つ

年 LC は 95% であり，ようやく 9 回/3 週もしく 4 回/1 週と13

医学物理 第 41 巻 第 1 号

Table 4Comparison of 5 years local control (LC) rates and overall survival (OS) rates of stage Ⅰ lung cancer between heavy ion
therapy, stereotactic body radiation therapy (SBRT) and surgery
Heavy Ion

Stage

MethodⅠ A (T1)

pts. number
5 yrs. LC rate
5 yrs. OS ratepts. number
5 yrs. LC rate
5 yrs. OS rate

Ⅰ B (T2)

9 frs./3 wks.

4 frs./1 wks.

29（30*）
97%
55%
21
95%
43%

41（42*）
98%
62%
38
80%
25%

SBRT

Surgery

100
85% (3 yrs.)
43%
22
73%(operable)
62%(operable)

5642
n/a
77%
3081
n/a
60%

*Number of tumors. Abbreviations: yrs.＝years, frs.＝fractions, wks.＝weeks.

同等になり，50 Gy を最適線量としたわけである．フェーは，手術可能例へ重粒子線治療を拡大するときの課題としズⅡ試験は継続中であり，まだ論文は公表されていないて対策を検討する必要があろう．

が，Ⅰ A 期，Ⅰ B 期合わせて 175 例（183 病巣）に対して，

Ⅰ期より進行したⅡ期とⅢ期の肺癌については，手術可

3 年 LC, 3 年 OS それぞれ 94%, 90% と非常に期待の持てる能なものは肺葉切除やより広範な切除を行う拡大手術によものである 12）．

り治療するが，進行するほど手術が困難になり，放射線治

光子による体幹部定位放射線治療 (stereotactic body ra-

療やそれに薬剤治療を併用した化学放射線治療を行う割合

diotherapy: SBRT) の 1 回照射の線量は 35 Gy 程度であるが増えてくる．X 線に比べて肺の正常組織への線量投与がので，重粒子線の 50 Gy (RBE) という数字は相当に大き少ない重粒子線はⅡ期とⅢ期の肺癌に対しても有効な治療

い と い え る．理 由 の 一 つ は，第 1 部

手段となることが期待され，臨床試験が行われてきた．

1）

で述べたようにRBE は 3 Gy (RBE) 程度の低い線量で決められているが，1995 年から 2015 年に放医研で治療された手術困難なⅡ

50 Gy (RBE) で は 生 残 率 曲 線 の 非 線 形 性 に よ り 実 際 の期もしくはⅢ期肺癌の患者 144 例のレトロスペクティブな

RBE はそれよりも小さくなり，生物効果が小さくなるこ

解析の結果では，2 年 LC, 3 年 LC がそれぞれ 80%, 75% でとである．しかし，これによりすべてが説明されるかは著あった．また，2 年 OS は 59%（Ⅱ期：62%, Ⅲ期：55%），

者にはわからない．

3 年 OS は 48% であった 16）．手術困難なⅡ/Ⅲ期肺癌の根治

一方，Ⅰ期肺癌の治療法としては領域リンパ節切除を含的な治療としては，3 次元原体照射 (conformal radiother-

む肺葉切除が標準治療とされ，また手術困難もしくは手術

apy: CRT) と強力な薬剤治療を同時併用する化学放射線治

拒否症例に対して，SBRT が推奨されている．ここで，療を行うことが多い．多施設臨床試験 (RTOG0617) によ

SBRT は HIMAC での治療開始とほぼ同時に行われるようると，Ⅲ期肺癌に対して化学放射線治療の 2 年 OS は 58%になり，その後，急速に普及した治療法である．SBRT にであり 17）, 重粒子線治療の成績はこれと同等である．化学よる手術困難の IA 期肺癌については，JCOG による多施

放射線治療は，肺炎など重篤な有害事象を起こすことが多設共同臨床試験 (JCOG403) があり，それによると 100 例

く，また免疫システムに対する負担も大きい．一方，重粒に対する 3 年 LC が 85%, 5 年 OS が 43% という結果が得ら

子線治療は，重篤な有害事象はほとんど起こらず，免疫シ

れている

13）

．また，IB 期については手術可能ではあるがステムに対する負担も小さい．したがって，有望とされる手術を拒否したⅠ B 期肺癌に SBRT を実施した多施設共同

肺癌の免疫放射線治療での活用が期待される．

臨床試験があり，22 例に対して 5 年 LC が 73%, 5 年 OS が

2.2.3

肝癌

．Table 4 は，これらの肝癌はすでに述べたように罹患数で 7 位，死亡数で 5 位

結果をまとめたものである．表より，Ⅰ A 期では重粒子線のがんである．肝癌の大部分は肝細胞癌であり，多くはウ治療が LC, OS とも SBRT よりも良い結果を得ていること

イルス性慢性肝炎などから進行した肝硬変組織を母地としがわかる．Ⅰ B 期では，対象が手術困難と手術可能に分かて発生する．治療法は初期の場合は，肝臓の部分切除もしれているため，直接の比較はできないが，LC では重粒子

くはラジオ波焼灼療法や栓塞療法が行われ，進行してくる

線治療，OS では SBRT が良い結果を得ている．しかしなと 肝 動 注 化 学 療 法 (transcatheter arterial chemoemboli-

62% という結果が得られている

14）

がら，症例数が少なく，またランダム化されていないため，

zation: TACE) が行われる．局所が治癒しても別の場所か有意な差とはいえない．また，標準治療である手術の 5 年

ら，新たな腫瘍が発生することが多いので，それらを治療

OS は，Ⅰ A 期 77%, Ⅰ B 期 60% であり 15）, 放射線治療よりしているうちに肝機能が悪くなってくる場合も多く，肝臓優れている．その理由は，①放射線治療の対象がより高齢移植が行われることもある．上記の肝切除など観血的な局であること，②放射線治療では所属リンパ節の潜在的な転所療法は腫瘍の発生部位により実施が困難な場合があり，移を治療できないことなどと考えられる．後者についてそのような場合，粒子線治療や SBRT という放射線治療が14

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

解説

選択される．重粒子線治療は腫瘍以外の肝組織への線量がならない．手術も T3 に対しては排尿障害など有害事象が最も少ない治療法として期待され，臨床試験が行われてき多くなってくる．腫瘍の広がり (T1−T3)，PSA 値，組織た．

診スコア（グリソン値）の組み合わせにより，低リスク，

肝細胞癌に対する重粒子線治療は 1995 年から開始され，
フ ェ ー ズ Ⅰ/Ⅱ 試 験 は 15 回/5 週→12 回/3 週→8 回/2 週→

中リスク，高リスクに分類する．
HIMAC での治療開始のころには，まだ腹腔鏡手術も普4 回/1 週の順で行われ，安全性と有効性を確かめるととも及しておらず，IMRT も始まったばかりであった．このたにそれぞれの分割法の最適線量が決められた．そして，

め，当時は，前立腺癌は比較的，治療の難しい癌であった

4 回/1 週 で の フ ェ ー ズ Ⅱ 試 験 と 並 行 し て，2 回/2 日 のこともあり，重粒子線治療の対象に取り上げられた．

フェーズⅠ/Ⅱ試験が行われ，それにより決められた線量

HIMAC を含む 3 施設で 2003 年から 2014 年に治療されによりフェーズⅡ試験が開始され，現在も継続している．

た 2157 例の治療結果をレトロスペクティブに解析したと12 回/3 週，8 回/2 週，4 回/1 週のフェーズⅠ/Ⅱ試験およこ ろ，5 年 の 生 化 学 的 無 再 発 生 存 率 (biochemical recur-

び 4 回/1 週のフェーズⅡ試験で治療された 126 例（133 病

rent-free survival: bRFS) は，低リスク群，中リスク群，巣）をひとまとめとしたレトロスペクティブな解析結果で高リスク群に対して，それぞれ 92%, 89%, 92% であった．

は 1 年，3 年，5 年 LC はそれぞれ 95%, 91%, 90% であり，また，5 年の原病生存率 (cause-speciﬁc survival: CSS) は

1 年，3 年，5 年 OS はそれぞれ 90%, 50%, 25% であった．

100%, 100%, 99% ときわめて良好であった 19）．ここで，また，4 回/1 週のフェーズⅡ試験で治療された 44 例（47

生化学的無再発生存率とは，PSA の再度の上昇がなく生病巣）に対する同様な解析結果では，1 年，3 年，5 年 LC存している患者の全治療患者に対する割合であり，原病生

はそれぞれ 98%, 96%, 92% であり，1 年，3 年，5 年 OS は

存率とは他病死を除いた生存率である．上記のように局所それぞれ 93%, 57%, 25% であった

．これらの結果からに留まる前立腺癌の予後は，一般にきわめて良好であり，局所に対する効果は十分良いといえる．しかしながら，上いかに有害事象と PSA 再上昇を減らすことができるかが述のように腫瘍は次々と発生することが多いため，OS は評価の基準となる．線量分割法として，66 Gy (RBE)/20

経過とともに減少する．2 回/2 日のフェーズⅡ試験につい回/5 週，63 Gy (RBE)/20 回/5 週，57.6 Gy (RBE)/16 回/4ては，論文は発表されていないが，途中経過として 5 年

週，51.6 Gy (RBE)/12 回/3 週が含まれるが，大部分は後LC, 5 年 OS がそれぞれ 90%, 50% という結果が得られていの 2 つである．ホルモン療法が中リスク群に対しては 4〜

る

18）

12）

6 カ月間，高リスク群に対しては 2 年間以上併用されてい．

重粒子線治療と競合する治療法に SBRT などがある．

る．Table 5 は，重 粒 子 線 治 療，IMRT, 陽 子 線 治 療 の

SBRT は直径 3 cm より小さい腫瘍に対しては 90% 程度のbRFS を比較したものであり，表より高リスク群において3 年 LC が得られるが，それより腫瘍が大きくなると LC は

重粒子線治療が他の放射線治療に比べて優れていることが悪くなり，直径 5 cm を超える腫瘍は適応外となる．重粒

いえる．また，重粒子線治療は最も有害事象の少ない治療

子線治療には，このような腫瘍サイズによる LC の差はな法である．

いという利点がある．

2.2.5

2.2.4

膵癌

膵癌は罹患数で 6 位，死亡数で 4 位のがんである．早期

前立腺癌

前立腺癌は罹患数で 5 位，死亡数で 8 位の癌である．血

発見が困難であり，周辺臓器に浸潤しまた遠隔転移も多い

液検査で PSA 値を調べることにより，診断できるようにため，きわめて予後が不良であり，膵癌全体の 5 年生存率なったため，早期に発見されるようになった．局所に留まは 10% に達していない．手術が可能な症例（Ⅰ/Ⅱ期）はる前立腺癌の治療法は，手術（開腹，腹腔鏡），放射線治全体の 35% 程度であり，手術が困難であるが遠隔転移の療（小線源治療，IMRT, 粒子線治療）など多彩である．

ない症例（Ⅲ期）は，全体の 15% 弱である．Ⅲ期膵癌の腹腔鏡手術には，ロボット支援により遠隔で行う方法（ダ

治療は化学放射線治療が主であったが，治療成績は悪かっ

ヴィンチ手術）もある．このうち，小線源治療は早期癌た．重粒子線の線量集中性と生物効果を利用することによ(T1, T2) に適応であり，皮膜を越えて広がる T3 は適応とり，治療成績を向上させることを期待して，HIMAC では

Table 5Comparison of biochemical recurrent-free survival (bRFS) rate between heavy ion therapy, IMRT and proton therapy

Heavy ion
IMRT
Proton5 years
10 years
5 years
10 years
5 years

Low-riskIntermediate-riskHigh-risk

Pts. number

92%
77
80
63
99

89%
70
67
48
99

92%
79
71
43
76

2157
1051
211

15

医学物理 第 41 巻 第 1 号

2007 年より膵癌の臨床試験を開始した．

のであった．さらにこの試験の対象症例の大部分が切除不膵臓は周囲に胃や十二指腸という放射線感受性が高く，能例であることを考慮すると，きわめて良好な成績といえ容易に移動する臓器があるため，X 線撮影を用いる現在のる 22）．

位置決め法では，十分な線量を安全に投与することが難し

2.2.7

まとめ

いことが予測された．そのため，Ⅲ期膵癌を対象に同時併

2.2 で述べたコモン・キャンサーに対する重粒子線治療

用の化学放射線治療を行うこととし，2007〜2012 年に実の評価を箇条書きでまとめる．各行末尾の括弧内は，がん施されたフェーズⅠ/Ⅱ試験においては薬剤用量および線統計などから求めた国内で 1 年間に発生する対象患者の推量の 2 段階の増強を行った．すなわち，第一段階では重粒定数である．手術困難の割合などを仮定しているので，精子線の投与線量を 43.2 Gy (RBE)/12 回/3 週に固定し，ゲ度が良くない大雑把な数字であることを理解していただき

ムシタビンの用量を 400 mg/m2/1 回×1 回/1 週×3 週（1 週

たい．

1 回 400 mg/m の用量を 3 週投与する）から 1000 mg/m /1

・手術困難なⅠ期非小細胞肺癌に対しては SBRT を超える

回×1 回/1 週×3 週 ま で 変 化 さ せ，第 二 段 階 で は 用 量 を成績を示しているため，今後，第一選択の治療法として1000 mg/m /1 回×1 回/1 週×3 週に保ったまま，投与線量位置付けられる可能性がある．（対象患者数 4,100）

を 55.2 Gy (RBE)/12 回/3 週まで変化させ，薬剤用量およ・手術困難なⅡ–Ⅲ期非小細胞肺癌に対しては化学放射線

2

2

2

び線量の最適値を決めた 20）．

治療と同等の治療成績であり，重大な有害事象ははるか

HIMAC を含む 3 施設で 2012〜2014 年に治療された 72に少ない．また，免疫治療との親和性も化学放射線治療

例の治療結果をレトロスペクティブに解析したところ，

より良いと推測されるので，今後，免疫チェックポイン

1 年 OS は 73%, 2 年 OS は 46%, 生存期間中央値 (MST) はト阻害剤を併用した免疫放射線治療により生存率の大幅

21.5 月という結果が得られたな向上が期待される．（対象患者数 9,600）

21）．Ⅲ期膵癌に対する比較可能な治療成績には，IMRT を用いた化学放射線治療があ・手術など観血的な治療が困難であり，かつ SBRT でも治るが，その 2 年 OS は 30〜36%, MST は 14.8〜17.8 月であ療困難な 5 cm 直径を超える肝癌の第一選択の局所治療

り，重粒子線治療が優れていることがいえる．

法として位置付けられる可能性がある．（対象患者数

上記の 3 施設の治療患者は 2 つの線量分割群，52.8 Gy

4,000）(RBE)/12 回/3 週（20 例）と 55.2 Gy (RBE)/12 回/3 週（52・高リスク前立腺癌に対しては，生化学的無再発生存率例）により構成されており，その MST はそれぞれ 13.4 月(bRFS) が最も高く，かつ有害事象が最も少ないため，と 26.2 月であった．これにより線量を増加することによ

今後，第一選択の治療法として位置付けられる可能性がり MST が延長することが示されたといえ，さらに線量をある．（対象患者数 25,000）

増加する必要性も示唆されている．しかし，そのためには・局所に限局した進行膵癌（Ⅲ期膵癌）に対して，重粒子安全により大きな線量を投与する照射法の開発が必要であ線を用いた化学放射線治療は，IMRT などを併用したもり，例えばスペーサーによる腫瘍と消化管の分離，X 線以のに比して生存率などで優れている．したがって，現状

外のイメージングモダリティ（MRI が有力候補）によるでも第一選択の治療法として位置付けられる可能性があ位置決めや照射中モニタリングの導入などが検討されるべるが，線量増加により局所制御率や生存率の向上が見込きであろう．

まれるため，安全に線量増加を行う方法の開発に注力す2.2.6

直腸癌の術後骨盤内再発る必要がある．（対象患者数 5,400）

大腸癌は Table 2 に示すように罹患数第 1 位のがんであ・直腸癌の術後骨盤内再発に対して，重粒子線治療は切除る．直腸癌は，そのうち約 1/3 を占める．直腸癌の標準治手術に匹敵する生存率を示し，また侵襲のより少ない治療は，遠隔転移のない場合（全体の約 80%）は手術であ療法であるので，今後，第一選択の治療法として位置付るが，手術例の約 10% で骨盤内に再発する．この場合，けられる可能性がある．（対象患者数 4,200）

再手術となるが，治療が困難なことが多く，また予後は必以上のようにコモン・キャンサーに対しても重粒子線治

ずしも良くない．

療は大きな可能性を示していることがわかる．しかし，上HIMAC では直腸癌術後骨盤内再発に対して 2001 年か記の可能性を現実のものとするには，現時点では圧倒的に

ら重粒子線治療のフェーズ I/II 臨床試験を開始し，安全臨床試験が不足していると言わざるをえない．この稿で述性・有効性が確認された後，2003 年からは先進医療とし

べた臨床研究のデータの多くは HIMAC 単独のものやレトてフェーズⅡ試験を施行している．73.6 Gy (RBE)/16 回

ロスペクティブな研究結果であり，多施設の前向き臨床試で 照 射 さ れ た 151 例 の 3 年 LC, 5 年 LC は そ れ ぞ れ 91%,

験の結果ではない．これは，HIMAC 以外の重粒子線治療

88% であり，3 年 OS, 5 年 OS はそれぞれ 78%, 59% であっ

装 置 が 稼 働 し た の は 比 較 的，最 近 の こ と で あ り，ま たた．手術治療では治癒切除例の 5 年生存率が 30〜40% で

HIMAC での研究も最適な線量分割を決めるフェーズⅠ/あり，重粒子線治療の成績は手術療法の成績に匹敵するもⅡ試験にその研究資源の多くを費やしたからである．現

16

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

解説

在，重粒子線治療施設は J-CROS (Japan Carbon-ion Ra-ン（直径 20 m 程度）と入射器（長さ 15 m 程度）を小型化

diation Oncology Study Group) を形成し，先進医療 B（厳することが進められている．

密な臨床試験として行う先進医療）として，Ⅰ期非小細胞

レーザー駆動イオン加速とは，ピーク出力が PW 級の肺癌，肝癌，局所進行膵癌，直腸癌術後再発の多施設臨床

レーザーパルスを薄膜上に集光した際に，薄膜の裏面に生試験を行っている．また，高リスク前立腺癌の臨床試験はじるプラズマの強力な電荷分離状態により，薄膜裏面に存

当初，先進医療 B として行われたが，保険診療への移行に在する原子を一気に多価に電離すると同時にイオンを加速より保険診療下での臨床試験として継続されている．これするものである．この場合，イオンの発生と加速は薄膜裏

ら 5 つのがんは，上記で「重粒子線治療が第一選択の治療面で，ほとんど同時に引き起こされるため，入射器に必要法として位置付けられる可能性がある」と記したものであなエネルギーまでの加速に要する長さはほとんど無視できる．今後，この臨床試験によりその可能性が確認され，他る．入射器の大きさを決めるのは，レーザー装置や集光治療と比較するフェーズⅢ試験に進むことを期待したい．

チャンバーなど周辺装置である．量研機構の関西光科学研

3．今後の展望以上，第 1–3 部

究所は高強度極短パルスレーザーを用いたレーザー駆動イ
オン加速の研究についての蓄積があり，レーザー駆動イオ

および第 4 部の第 1–2 節においン加速器の実用化に向けた研究に取り組んでいる．すでにて，前史を含めて 50 年近くにおよぶ HIMAC の建設とそ

炭素イオンを核子あたり 10 MeV 以上まで加速するなど，

れ に よ る 研 究 開 発 に つ い て 述 べ て き た．し か し，な お

入射器として十分なポテンシャルを持つことを示すことに

HIMAC をめぐるストーリーは完結せず，次の時代に向は成功しているが，原理的に新しい方法であるため，実用

かって開かれている．次の時代の主な研究開発課題は，著化まではまだ時間がかかりそうである．

1）, 23）, 24）

者の見るところ以下の 3 つである．

一方のシンクロトロンに関しては，現在磁場が 1.5 T 程① HIMAC を小型化した普及型装置により，重粒子線治療

度にとどまっている電磁石を超伝導化することにより 4 Tがある程度一般的なものとなったが，まだ十分ではなまで増加させ，加速器のサイズを大幅に小型化することがい．次は，市中の病院にも設置可能な超小型治療装置

計画されている．第 3 部で述べた超伝導回転ガントリーでの開発であり，これにより重粒子線治療装置をより低は，液体ヘリウムを用いず小型冷凍機だけで冷却する方式

コストかつより医療側の要求に適合したものとする．

の超伝導電磁石を使用している．この運用経験にもとづい②最近，従来から行われてきた線量分布の最適化に加え，て，シンクロトロン向けの超伝導電磁石の開発が進められ

線質分布（LET もしくは比エネルギー z の分布）の最適ている 25）．特に加速時間の短縮化のために，磁場変化時化が提案されている．難治性がんの治療効果をあげ，治間を 10 秒以下にする必要があり，超伝導線材の交流損失

療成績のさらなる向上をめざすため，線量分布と線質分の低減に努めるとともに，超伝導電磁石構造の最適化が重布の同時最適化が可能な方法を開発する．

要な課題となっている．Fig. 3 にこの超伝導電磁石を使用③放射線治療は手術と同様に局所治療であり，遠隔転移をしたシンクロトロンのレイアウトを示す．平均直径は 7 m

防ぐことができない．重粒子線治療も放射線治療の一つであり，従来の普及型の約 1/3（面積では約 1/10）まで小であり，すでに第 4 部の第 1–2 節で述べたように LC と型化している 26）．装置の小型化は，おそらく①設計が進OS が乖離するなど遠隔転移により治療成績に限界が生じている．手術や放射線治療という局所治療の限界を超えるものとして，最近，免疫チェックポイント阻害剤による免疫治療が注目されている．重粒子線治療は，この免疫治療と組み合わせる最も良い局所治療と考えられるので，今後，大幅な生存率の向上をめざして免疫重粒子
線治療の研究を行う．
ここで，① , ②については，それらの実現をめざす次世代の重粒子線治療装置と利用技術について，放射線医学総合研究所の後継組織である量子技術研究開発機構（量研機構）が，量子メスと名付けてその開発に取り組んでいるので，その現状を紹介したい．
3.1

装置の小型化

装置小型化に向けては，超伝導電磁石技術とレーザー駆
動イオン加速技術を用いて，それぞれ現行のシンクロトロ

Fig. 3Heavy-ion radiotherapy synchrotron with superconducting magnets27）

17

医学物理 第 41 巻 第 1 号

Fig. 4

Dose and LET distribution with carbon-ion irradiation to pancreatic cancer (upper). Dose and LET distribution with
He, C, O-ion irradiation (lower)27）

んでいる超伝導シンクロトロンと現行方式の入射器の組み

低酸素など腫瘍の状態に合わせて最適化することで，腫瘍合わせ，②レーザー駆動イオン加速方式の導入という 2 段制御の割合が向上すると考えられており，その一つの手段

階を経ることになり，今後，10〜15 年程度の歳月を要す

は複数のイオンをミックスして照射するマルチイオン照射

るものと著者は考えている．

技術である 28）．Fig. 4（下）に示すように，腫瘍中心に酸装置の小型化とともに IGRT など患者回りの改良にも努素を照射し，それ以外を炭素とヘリウムで照射した場合，める必要がある．重粒子線治療装置の患者回りは，第 3 部 24)

腫瘍中心の LET は 100 keV/μm まで増加させることがでの第 5 節で述べたマーカーレス腫瘍追跡など一部に現在のきる．これにより，低酸素細胞に対しては，単純に線量を水準を越えた技術も導入されているが，装置が大型で小回倍にしたのと同じ効果を出すことができる．このように，りが利かなかったこともあり，光子線治療技術の最前線と線量だけでなく，LET（生物効果）を積極的に最適化す比較すると十分ではない点がある．光子線治療は，現在，ることにより，単純に線量を増加させるよりもはるかに効

標的や重要臓器の日々（さらにはリアルタイム）の位置と果的に，低酸素状態などの放射線抵抗性のがん領域に対す形態の変化に合わせて照射を行う適応放射線治療 (adap-

る治療効果の向上が期待できる．マルチイオン照射を実現

tive radiotherapy) に向かっている．そして，イメージンするためには，低酸素状態などのイメージング技術，生物グ機器として X 線装置だけではなく，MRI 装置を治療装効果を最適化できる治療計画装置の開発，マルチイオンの置に搭載したもの（むしろ MRI 装置に加速菅を搭載した生成・加速技術の確立，マルチイオンに関する臨床・生物という方が適切）も出現している．第 2 節の膵癌において研究など多面的な研究開発が必要となり，まさに新しいプも述べたが，膵癌や胆管癌など腹部臓器の治療には，このロジェクトが必要となるが，これにより高 LET 放射線のような装置が必要になると考えられる．

真のメリットを享受できることになろう．

3.2

線質分布の最適化

3.3

免疫重粒子線治療

がんの放射線治療において，低酸素環境下のがん細胞はすでに述べたように重粒子線治療も局所治療の一つとし放射線抵抗性を示す．低酸素細胞に対する放射線の効果はて，遠隔転移には無力であり，局所制御は必ずしも治癒に

LET に強く依存することも知られていて，重粒子線治療

結び付かない．転移を抑制する全身療法として薬剤治療がを開始する一つの指導原理となった．同じ生物線量であっ古くから行われてきた．そして，作用メカニズムがよりがても LET45 keV/μm の放射線と，LET100 keV/μm の放射んの本質に基づく分子標的薬などが近年になり出現したこ

線では，低酸素細胞に対する致死効果が約 2 倍異なっていとに伴い，治療成績に一定の改善が見られるようになってる．炭素線は，X 線や陽子線に比べると，LET が高い放射

きたが，なお十分とは言えない．

線ではあるが，Fig. 4（上）に示す腫瘍に対して，炭素線

一方，生体の防御機能を利用する免疫治療は古くからがだけを照射した場合には，腫瘍中心の LET は 45 keV/μm

んの全身療法として期待されてきたが，様々な試みにもか程度にしかならない．線量分布だけでなく，LET 分布をかわらず，ごく最近まで十分な成果をあげることができな

18

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

解説

かった．これは正常細胞には誤って免疫細胞に攻撃されなた進行した肺癌などに使用され OS の向上などが得られた

い目印があり，免疫細胞はこれを認識して正常細胞を攻撃ことにより大変な注目を浴び，一部の疾患に対して保険収しないのであるが，がん細胞はこの仕組みを利用して免疫載されるとともに，現在，多くの臨床試験が行われている．

細胞の攻撃から逃れていたからである．
Fig. 5 はがん細胞が免疫細胞の攻撃から逃れる仕組みを

放射線治療に関するものとしては，手術不能のⅢ期非小細胞肺癌の化学放射線治療後に抗 PD-L1 抗体の一種であ示したものである．がん細胞は，免疫細胞からの攻撃を逃る durvalumab を投与した群とプラセボを投与した群を比れるために PD-L1 というタンパク質を出し，これが免疫較した試験（Paciﬁc 試験）が有名である．この試験では，細胞の PD-1 に結合すると，免疫細胞の働きが抑制される．

Fig. 6 に示すように durvalumab を投与した群で 11.2 カ月

ここで，PD-L1 は正常細胞でも出していることが知られもの無増悪生存期間改善を示した 29）．この結果は以下のている．免疫細胞によるがん細胞の攻撃を継続させるためように解釈されている．すなわち，腫瘍に放射線が照射さには，PD-1 と PD-L1 を結合させないようにすればよく，

れると，腫瘍細胞の DNA 損傷に起因する様々な反応の結これには，抗 PD-1 抗体もしくは抗 PD-L1 抗体を使用す

果，抗原性が高まり，免疫細胞からの攻撃を受けやすくな

る．ここで，抗 PD-1 抗体は免疫細胞の PD-1 に結合し，る．しかしながら，腫瘍細胞は PD-L1 のようなタンパク

PD-L1 との結合を阻害し，また，抗 PD-L1 抗体は，がん質を産出して免疫細胞からの攻撃を抑制する．このような細胞が出す PD-L1 に結合し，PD-1 との結合を阻害する．

状態において ICI を投与すると，それにより PD-L1 などのしたがって，このような抗体を薬剤として投与することに作用が阻害されるため，腫瘍細胞が破壊される．また，放より免疫を活性化させ，がんを治療するのである．このよ

射線治療の弱点といえる遠隔転移については，昔から頻度

うながんによる免疫抑制の解明とそれを阻害する抗体（免は少ないが放射線治療において遠隔転移など照射部位では疫抑制阻害剤もしくは免疫チェックポイント阻害剤）の開ない部分の腫瘍も縮小するアブスコパル（遠達）効果とい発により本庶佑に 2018 年のノーベル医学・生理学賞が授うものあることがわかっていた．これは腫瘍への放射線照与されている．なお，このようなタンパク質は PD-1 以外

射により活性化した免疫細胞が転移したがん細胞を攻撃すにもあるが，ここでは PD-1 についてのみ述べている

ることにより起こるとされている．ICI の投与により，ア

免疫チェックポイント阻害剤 (immune checkpoint In-

ブスコパル効果が増強され，巨視的な転移の縮小だけではhibitor: ICI) は，一連の治療で十分な効果が得られなかっ

なく，潜在的な転移も抑制されることが推定できる．このような過程により，放射線治療に ICI 投与を併用すると，免疫細胞により転移を含む残余の腫瘍細胞が破壊され，治療成績が向上すると考えられている．
しかし，放射線照射には免疫抑制効果もある．免疫の主役であるリンパ球は，放射線感受性が高く，治療照射により免疫細胞が影響を受ける可能性がある．正常組織への投与線量の少ない重粒子線治療は，このような免疫細胞へのFig. 5 Mechanism of action of immune checkpoint inhibitor

Fig. 6

影響を最小にすると考えられる．また，局所の治療効果のProgression-free survival curves of durvalumab administration group and placebo group29）

19

医学物理 第 41 巻 第 1 号

大きいほうが，免疫治療を組み合わせた場合でも治癒に至る可能性が高いと考えられるので，LC の大きい重粒子線治療は有利であろう．したがって，重粒子線は免疫治療と組み合わせる放射線治療として最良のものと考えられる．
免疫重粒子線治療の対象はいくつかあろうが，著者は手術不能のⅡ−Ⅲ期非小細胞肺癌などが良い対象になると考えている．ちょうど，Paciﬁc 試験の化学放射線治療を重粒
子線治療で置き換える形となるが，強力な薬剤を用いる化
学放射線治療に比して，免疫抑制の効果はずっと少ないはずである．また，遠隔転移が生存率を決めている頭頸部の粘膜悪性黒色腫や体幹部骨肉腫も良い対象になると考えられる．
Paciﬁc 試験の結果の発表を契機として，現在，重粒子線を含む放射線と ICI の併用療法の臨床試験が盛んに行われるようになった．これらの臨床試験の多くは製薬会社との共同研究であり，費用は全面的に製薬会社が負担しているため，現在までのところ，詳細な報告は公表されていな
い．結果の発表まで，まだしばらく日時を要するが，その発表が待たれてならない．
おわりにHIMAC の建設とその後の発展について，建設前史から現在まで，50 年近くの経緯を 4 回に分けて連載した．この間の多くの技術的発展と臨床的な経験の蓄積により，重粒子線治療について多くのことがわかり，重粒子線治療は
ずっとは身近なものとなった．また，究極の目標である「がんの征圧」には少しではあるが近づいたと考えている．
しかし，HIMAC に関するストーリーは 50 年かけても完結せず，次の時代に向かって開かれている．おそらく，それを記録するにはさらに多くのページが必要になろう．そのページを記録することは，現在，第一線で取り組んでいる方に託して，ここで筆を置くことにする．
連載を終えるにあたり，以下の皆様に深く感謝いたします．
このような執筆の機会を与えていただいた日本医学物理学会会長福田茂一博士，同編集委員長長谷川智之博士，同教育委員長小澤修一博士．原稿を確認し，誤りや読みにく
い点をご指摘いただいた九州大学納冨昭弘博士，順天堂大学杉本聡博士．第 3 部の執筆内容の大部分は，著者が放医研を退職してからに関するものであり，文献に記載されていない事実関係についてご教示いただいた量研機構放医研の兼松伸幸博士，森慎一郎博士．第 3 部第 4 章．治療計画に関して，内容に誤りがないか確認いただいた量研機構放医研の稲庭拓博士．
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Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

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therapy for pelvic recurrence of rectal cancer. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 96: 93–101, 201623） 遠藤真広：重粒子線治療装置 HIMAC の建設とそのもたらしたもの―医学物理学の観点から―第 2 部．ブロードビーム照

著者紹介

遠藤

解説

射の高度化と普及型装置の開発（1994 〜 2010）．医学物理
40: 97–105, 202024） 遠藤真広：重粒子線治療装置 HIMAC の建設とそのもたらしたもの―医学物理学の観点から―第 3 部．スキャニング照射の開発と新治療棟の建設（2006 〜）．医学物理 40: 126–138,
202025） 高山茂貴，折笠朝文，吉行 健，他 : 重粒子線治療装置のためのシンクロトロン用超電導電磁石の開発．Proceedings ofthe 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Societyof Japan, Nagaoka, Japan, Aug. 8–10, 201826）水島康太，阿部康志，稲庭 拓，他 : 重粒子線治療用超伝導シ ン ク ロ ト ロ ン の 設 計．Proceedings of the 14th Annual
Meeting of Particle Accelerator Society of Japan, Sapporo,
Japan, Aug. 1–3, 1243–1245, 201727） 白井敏之，古川卓司，岩田佳之：2.2.3 次世代治療装置の研究開発―重粒子線治療の高度化を目指して―．RADIOISOTOPES 68: 197–206, 201928） Inaniwa T, Kanematsu N, Noda K, et al.: Treatment planning of intensity modulated composite particle therapy
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Med. Biol. 62: 5180–5197, 201729） Antonia SJ, Villegas A, Daniel D, et al.: Durvalumab after chemoradiotherapy in stage III non–small-cell lungcancer. N. Engl. J. Med. 377: 1919–1929, 2017

真広（えんどう・まさひろ）（現職名） 医用原子力技術研究振興財
団常務理事（専門分野）医学物理学，医用画像工学
現在は，線量計校正など放射線治療のインフラに関する事業や粒子線治療の普及に関する事業に従事している．また，健康維持のためにウオーキングとラジオ体操を欠かさず行っている．

21Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 22–26 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

解説〈連載：QA/QC 委員会企画〉

骨転移 SBRT の QA
中島祐二朗 *1，伊藤慶2

1

東京都立駒込病院放射線物理室

2

東京都立駒込病院放射線診療科治療部門

Quality Assurance of Bone SBRT
Yujiro NAKAJIMA*1, Kei ITO2
1

Division of Radiation Physic, Tokyo Metropolitan Cancer and Infectious Diseases Center Komagome Hospital

2

Division of Radiation Oncology, Department of Radiology, Tokyo Metropolitan Cancer and Infectious Diseases Center Komagome Hospital

Stereotactic body radiation therapy (SBRT) is a high-precision radiation therapy technique that enables to deliver a high ablative
biological dose in 1 to 5 high dose-fractions despite sparing the high dose of adjacent organs at risk. SBRT has emerged as an alternative to conventional radiation therapy for spinal metastases and has been applied to patients with non-spine bone metastases aswell. Since bone SBRT is the technique of high biologically effective dose to the local lesion, quality assurance (QA) of the entire
treatment process is an essential for performing SBRT. This report provides QA procedures for performing bone SBRT.
Keywords: stereotactic body radiation therapy (SBRT)，spine, bone metastases, quality assurance, oncology

1.

あったものの，これを受けて各ガイドラインでオリゴ骨転骨 SBRT の現況

移への SBRT が奨められており，日常臨床では標準的にこ

体 幹 部 定 位 放 射 線 治 療 (stereotactic body radiation

れが行われている．

therapy; SBRT) は肺・肝腫瘍に広く用いられてきたが，国外では本邦に先んじて骨 SBRT が実施されてきた（例2020 年 4 月の診療報酬改訂で脊椎転移に対しても保険適えば米国からは 2007 年に 500 症例の脊椎 SBRT の臨床成応となり，今後，本邦の日常臨床にも広く普及していくこ

績が報告された 2））．国内では東京都立駒込病院では 2013とが予想される．脊椎 SBRT は線量集中性を高めること

年に骨転移 SBRT を開始し，年 150 例，計 500 例以上にこで，脊髄などのリスク臓器を避け，腫瘍への高線量投与をの治療を施行し，臨床成績を報告している 5〜8）．照射件数可能とした．その結果，高い疼痛緩和効果 1）や長期的な腫は右肩上がりで，骨 SBRT の潜在的な需要の大きさがうか瘍制御 ，放射線抵抗性腫瘍への高い奏効割合 ，安全ながえる（図 1）．加えて，有効性の高さや安全性も周知され，再照射 3）など臨床的利点を示唆する報告が続々と出されて近年では各科主治医からのリクエストも増加傾向にある．

いる．特に疼痛緩和効果については，SC.24 という通常照

社会的にも医学的にも大変注目度の高い治療法と言える．

2）

2）

射との比較試験結果が 2020 年に発表され，3 か月後の疼
痛 消 失 割 合 で SBRT の 優 越 性 が 証 明 さ れ た (35% vs.
14%)1）．これをもって SBRT は有痛性脊椎転移に対する標準治療の一つと言える．
骨転移に SBRT を行う際，脊髄は重要なリスク臓器となるため，脊髄の有無という観点から，骨転移は「脊椎」「非脊椎骨」に大別される．非脊椎骨転移に対する SBRT は保険治療となっていないが，オリゴ転移が 2020 年 4 月より保険適応として認められたことで，非脊椎骨のオリゴ転移に SBRT を行う機会は増えている．SABR-COMET 試験
は 5 個以下のオリゴ転移に対して，全身療法などの標準治療に SBRT の上乗せ効果をみた第二相比較試験で，SBRTによる全生存期間の延長を示した 4）．小規模な試験では

図1

東京都立駒込病院の骨 SBRT の治療件数* 連絡著者 (corresponding author) 東京都立駒込病院放射線物理室［〒113–8677 東京都文京区本駒込三丁目 18 番 22 号］

Radiation Physics Section, Tokyo Metropolitan Cancer and Infectious Diseases Center Komagome Hospital, 3–18–22 Honkomagome, Bunkyo-ku, Tokyo 113–8677, Japan
E-mail: ynakajima@cick.jp

22

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

解説

図2
表1

脊椎 SBRT の輪郭と線量分布の一例

脊椎 SBRT の特徴

プロセスに注意を払うことで，望ましい品質の保証を行う

考慮すべき項目

脊椎 SBRT では？

（QA を行う）ことが重要となる．

標的形状
セットアップマージン
線量分布
照射時間
体内金属
照射歴

脊髄を取り巻くタイト（2 mm 程度）
不均一（標的中心が高線量）
長時間（30〜60 分）
術後の場合は存在症例によって存在

3.

骨 SBRT のワークフローを図 2 に示す．タスクごとの注
意点および QA について解説する．
3.1

2.

骨 SBRT のプロセス

シミュレーション CT 撮影

シミュレーション CT 撮影では，照射時間が長いことか

骨 SBRT の特徴

ら安定性のある固定を行ったうえで撮影をすることが求め

骨 SBRT の品質保証 (QA) を行ううえで，治療の特徴とら れ る．先 行 研 究 で は，固 定 具 に よ る Intra-fractional

プロセスを理解する必要がある．ここでは骨 SBRT の中でmotion への影響が解析されており，全身用の吸引式クッ

も高難易度である脊椎 SBRT の症例をもとに治療の特徴をションで 2 mm 以内であると報告しており 13），適切な固定示す（表 1）．脊椎 SBRT は OAR である脊髄を標的が取りによりセットアップエラーを小さくできることがわかる．

巻いているのが特徴的である（図 2）．なお，PTV マージ

固定具については，頚椎から上部胸椎は熱可逆性マスクとンは 3 mm 以内が 9），脊髄には 1.5〜2 mm の PRV マージン

吸引式クッション（頸部・肩用）を，下部胸椎以降は吸引．一方で処方線量は 1 回大線量で分割式クッション（全身用）といったように使い分けることでが推奨されている

10）

数が少ないことが多い（例えば 20 Gy/1 fr

11）

や 24 Gy/2 fr

1）

安定した固定が可能である 14）．胸骨や肋骨など呼吸性移など）．最大線量は施設ごとに異なるが，isodose 処方に動が生じる可能性がある部位を治療する際は，呼吸性移動

よって中心線量を高めている場合が多い．図 2 に示す線量を把握するため，4D-CT 撮影や吸気・呼気止め CT 撮影を

分布は PTV の D2% を 160% 処方線量としている．照射時間行う必要がある．

は 1 回大線量のため 30〜60 分と長時間になる場合が多い（1 回線量，VMAT や FFF の使用により異なる）．

CT 画像のスライス厚の決定は，輪郭や線量評価の正確さに影響を与えるため重要である．AAPM TG-101 では

骨 SBRT では標的と OAR が近接し，1 回大線量で中心1〜3 mm を12），SPINO（SPIne response assessment in

線量の高い線量分布を用いることから生物学的等価線量

Neuro-Oncology）のガイドラインでは 2 mm 以下を推奨し(BED) は非常に高くなるため，小さなエラーが計画線量ている 15）．撮影範囲は OAR を十分に含み，線量計算領域と実際の吸収線量の大きな乖離を引き起こす可能性があを考慮する必要がある．AAPM TG 101 では治療範囲よりる．また照射時間が長いことに加えて，症例によっては後も 5〜10 cm を，ノンコプラナー照射の場合は±15 cm を方除圧術後の金属を有している場合や，照射歴があり再照撮影することが推奨されている 12）．

射となる場合があり，治療の不確かさは大きい．
AAPM TG-101 の SBRT に つ い て の レ ポ ー ト は，骨3.2

MR 撮影および CT-MR 画像フュージョン

SBRT にかかわらず SBRT における各タスクの注意点と

脊椎 SBRT では正確に脊髄を描出するため，MR 画像とQA についてまとめられている 12）．AAPM TG-101 では最計画 CT 画像のフュージョンを要することが特徴的であも優先度が高いものの一つにスタッフトレーニングを上げる 16）．また骨転移の標的描出に役立つ可能性もあり 17），ており，特別な SBRT トレーニングを受ける必要があると非脊椎骨 SBRT についての国際的な調査によって，56%述べている．安全に骨 SBRT を実施するためには，治療完の専門家が日常臨床で MR 画像を用いていると回答し遂までの各プロセスの役割をスタッフが理解し，すべてのた 18）．
23

医学物理 第 41 巻 第 1 号

3.4

患者 QA

患者 QA は計画線量と実際の吸収線量の一致を確認する
うえで重要である．骨 SBRT の患者 QA の方法は，基本的には各施設の IMRT, あるいは肺や肝臓などの SBRT に対する測定方法と同様で良いと考える．ただし，脊椎 SBRTについては，脊髄周辺における dose fall off 領域の一致が重要となるため，注意して測定結果を確認する必要がある．
AAPM TG-218 のレポートは患者 QA における IMRT 測定の包括的なレビューと方法論および許容限界に関する推奨事項を提供している 23）．TG-218 では IMRT に関して，許容限界は 3%/2 mm, 10% 線量を閾値の設定で，γ パス率
図3

脊椎 SBRT のワークフロー

95% 以上とし，アクションレベルは γ パス率 90% 以上を推奨している（ただし γ 値が fail した点の線量差が臨床的にMR 画像と CT 画像のフュージョン精度を向上するため

重要でなければ許容できるとしている）．ただし，SBRTに，固定具を用いて同じ体位で撮影することが望ましいに関しては，より厳しい許容値を検討する必要があるとし（シェル台など磁性体が含まれるものは当然使用できなている．

い）．スライス厚は thin スライス（2 mm など）で撮影することで，フュージョンおよび輪郭描出の精度が向上す

3.5

治療の実施

る．なお，体内金属が存在する場合は，画像に大きな歪み

先述の通り，骨 SBRT では患者の位置照合が十分に行うが発生するため，その不確かさを理解したうえで，使用す必 要 が あ る．特 に 治 療 時 間 が 長 い た め Intra-fractional

る必要がある．

motion の監視が重要となる．例えば，脊椎 SBRT では，

MR 撮 影 に お い て，ロ カ ラ イ ザ 画 像 か ら チ ル ト し た

CBCT を用いた Intra-fractional motion の解析によって，Oblique 画像で撮影した場合は取扱いに注意する必要があ

10〜15 分ごとに CBCT を撮影し，6 軸の位置補正するこる．Oblique 画像は治療計画装置によっては取り込めなとで，セットアップエラーの信頼区間が 1.2 mm, 0.9° でい，あるいは取り込めてもフュージョンエラーが発生するあったと報告している 24）．また，治療前に 2 回 CBCT を撮場合がある．MR 撮影はロカライザ画像に垂直な Trans-

影した群と，1 回撮影した群で Intra-fractional motion にverse 画像で撮影するか，事前に治療計画装置が Oblique

有意差があったという報告もある 25）．以上のことから各画像を使用できるかを調べる必要がある．画像フュージョ

施設で十分にセットアップエラーを監視・補正するプロトンの原理および QA については AAPM TG-132 で詳しく述

コールを作成し運用する必要がある．

べられている 19）．

IGRT の方法は各装置により異なるが，TomoTherapy
は 6 軸の位置補正ができないことと，ビームオンした後に3.3

輪郭描出と治療計画

再度画像照合を行うことができないため，SBRT を行う際

輪郭描出と治療計画の質のばらつきは小さくすることがは細心の注意が必要となる（先行研究では TomoTherapy

望ましい．2016 年の脊椎 SBRT の研究では，CT-MR 画像

で脊椎 SBRT を安全に実施できたという報告もある 26））．

フュージョン，標的および脊髄の輪郭描出，治療計画の過

IGRT の QA は，通常の QA と同様に AAPM TG-10427）,

程で有意なばらつきが報告されている 20）．ばらつきを小TG-14228），TG-17929）のレポートを参考に実施すればよ

さくするためにガイドラインやレビュー論文等を参考に施いと考える．

設内で確立した輪郭描出の方法，マージンの設定および治療計画の基準を設ける必要がある 9）, 18）, 21）, 22）．特に治療計

4.

ま

と

め

画ではばらつきを減らすために，isodose 処方を行う場合

本邦の骨 SBRT の需要は，臨床試験の結果が出始めたこは，最大線量をいくつとして何 % の isodose 処方とするか，と，診療報酬改訂があったことで，高まっている．一方でまた GTV の最小線量に目標値を設けて GTV 線量を増加す

肺や肝臓の SBRT に比べると，国内では治療経験のある施るかを検討しプロトコールを作成する必要がある．

設も少ないため，多くの施設が躊躇していると考える．しか

線量計算グリッドサイズと線量計算アルゴリズムは，線し，従来の IMRT・IGRT・SBRT と同様に各プロセスの品量分布の正確性に影響する．AAPM TG 101 では，線量計

質を十分に保証すれば技術的には問題なく実施可能である．

算グリッドサイズは 2 mm 以下の等方性グリッドサイズ
を，線量計算アルゴリズムは convolution/superposition
法以上の精度のアルゴリズムを推奨している 12）．
24

あとがき
本稿は骨 SBRT の品質保証を行ううえで重要となる治療

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)の特徴とプロセスを紹介しました．ページ数の関係上，十分に記載できなかった点もあります．もし疑問点があれば著者までご連絡ください．本稿が骨 SBRT の普及と発展の一助となれば幸いです．
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医学物理 第 41 巻 第 1 号

著者紹介

中島

祐二朗（なかじま・ゆうじろう）（現職名）東京都立駒込病院 放射線物
理室（医学物理士）
東北大学大学院で博士（医学）を取得．
（専門分野）医学物理，画像処理，デー
タ解析．現在は骨や子宮の SBRT や肺機能画像を用いた放射線治療の臨床試験に従事している．JASTRO 研究課題
班（脇田班）主催の第 1 回放射線治療
計画トライアルで第１位．

26

伊藤慶（いとう・けい）（現職名）東京都立駒込病院 放射線診療科 治療部門（医師）順天堂大学大学院で博士（医学）を取得．
（専門分野）SBRT, 頭頚部がん，子宮頸がん，転移性骨腫瘍．骨転移 SBRTにおいては日本の第一人者としてシンポジウムや教育講演，論文発表でその普及に努めている．

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 27–33 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

解説〈連載：計測委員会企画〉

国際単位系 (SI) の定義改定と放射線関連量
齋藤則生 *
国立研究開発法人産業技術総合研究所

計量標準総合センター

計量標準普及センター

国際計量室

Redeﬁnition of the International System of Units (SI) and Related Quantities
in the Field of Ionizing Radiation
Norio SAITO*NMIJ International Cooperation Ofﬁce, National Metrology Institute of Japan (NMIJ), National Institute of Advanced Industrial Scienceand Technology (AIST)The International System of Units (SI) is recommended for the practical system of units of measurement. The decision of redeﬁning the seven base units of the SI (the second, the meter, the kilogram, the ampere, the kelvin, the mole and the candela) was madeat the 26th meeting of the General Conference on Weights and Measures on 16 November 2018. This redeﬁnition came into force
starting 20 May 2019, and it became a big historic turning point for the metrology society. This is because the kilogram, the unit ofmass, was deﬁned only by an artifact as the international prototype of the kilogram, has been kept for 130 years since its determination in 1889, and was ﬁnally changed to the new deﬁnition by taking the ﬁxed numerical value of the Planck constant on thatday.
It is easily imagined that the redeﬁnition of the SI base units has a strong impact on our daily life or the ﬁeld of science. The reason why the SI redeﬁnition had to be adapted is introduced ﬁrstly. Then, how the new deﬁnitions are applied now after a year fromthe redeﬁnition and future prospective of the new deﬁnitions are discussed. In the last, the impacts of the SI redeﬁnition in the ﬁeldof the ionizing radiation, especially in the ﬁelds of the medical application of the ionizing radiation, are discussed.
Key words: Metre Convention, International System of Units (SI), redeﬁnition, ionizing radiation, metrology

1．は じ め に2019 年 5 月 20 日，国際単位系 (SI) の 7 つの基本量（時から出版している「国際単位系 (SI) 基本単位の定義改定と計量標準」2）を参照いただきたい．最後に，放射線関連量への定義改定の影響について紹介する．

間，長さ，質量，電流，熱力学温度，物質量，および光度）2.

の単位が定義改定された 1）．特に，質量の単位であるキログラムの定義は，1889 年から 130 年もの間，「国際キログ

SI 基本単位定義改定の必要性

Table 1 に SI 基本単位の新旧定義の比較を示す．Table 1

ラム原器の質量」という唯一人工物によって定義されていを見てわかるように，7 つの基本単位のうち，実質的な定たが，基礎物理定数に基づくものに改定された．これによ

義改定がなされたのは，質量，電流，熱力学温度，物質量

り，すべての定義が原器から解放され，どこでも実現可能の 4 つの量で，他の 3 つの量は定義の表現が改定されたのな普遍的な定義となった．これはまさしく，メートル法のみであって，実質的には従前の定義と同等である．ここで理念である「すべての時代に，すべての人々に」をもたらは質量，電流，熱力学温度についてどのような問題があっすものであり，計量の世界にとって大きな歴史的節目とたかを紹介する．

なった．
定義の改定は日常生活や科学分野に大きな影響を与える

2.1

質量について 5）

ことが想像されるが，なぜ，定義の改定をしなければなら

質量の単位であるキログラムの定義は国際キログラム原

なかったのか，その経緯を次章以降で紹介する．また，定器であった．原器による単位の定義は，物体の重さとして

義改定から 1 年が過ぎ，現状において新しい定義への対応理解できるのでわかりやすい半面，いくつかの問題をはらはどのような状況であるのかについても紹介する．詳しいんでいる．例えば，紛失，破損のほかに，経年変化，そし技術的内容については産業技術総合研究所（以下，産総研）て技術の発展とともに精度が十分でなくなる，などがあげ* 連絡著者 (corresponding author) 国立研究開発法人産業技術総合研究所 計量標準総合センター 計量標準普及センター 国際計
量室［305–8563 茨城県つくば市梅園 1–1–1 中央第 3–9］
NMIJ International Cooperation Ofﬁce, National Metrology Institute of Japan (NMIJ), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), AIST Tsukuba Central 3, 1–1–1, Umezono, Tsukuba, Ibaraki 305–8563, Japan
E-mail: norio.saito@aist.go.jp

27

医学物理 第 41 巻 第 1 号

Table 1
基本量

基本単位

New deﬁnitions3）and previous deﬁnitions4）of the seven SI base units
新定義（2019 年 5 月 20 日施行）

従前定義

秒

秒は時間の SI 単位であり，セシウム周波数∆νCs, すな 秒は，セシウム 133 の原子の基底状態の二つの超微細
わち，セシウム 133 原子の摂動を受けない基底状態の 構造準位の間の遷移に対応する放射の周期の 9 192
超微細構造遷移周波数を単位 Hz（s − 1 に等しい）で表 631 770 倍の継続時間である．
わしたときに，その数値を 9 192 631 770 と定めることによって定義される．

長さ

メートル
(m )

メートルは長さの SI 単位であり，真空中の光の速さ c メートルは，1 秒の 299 792 458 分の 1 の時間に光がを単位 m s − 1 で表わしたときに，その数値を 299 792 真空中を伝わる行程の長さである．
458 と定めることによって定義される．ここで，秒はセシウム周波数∆νCs によって定義される．

質量キログラム キログラムは質量の SI 単位であり，プランク定数 h を キログラムは質量の単位であって，単位の大きさは国(kg)
単位 J s（kg m2 s − 1 に等しい）で表わしたときに，そ 際キログラム原器の質量に等しい．
の数値を 6.626 070 15×10 − 34 と定めることによって定義される．ここで，メートルおよび秒は c および∆νCs に関連して定義される．

電流

アンペア アンペアは電流の SI 単位であり，電気素量 e を単位 C アンペアは，真空中に 1 メートルの間隔で平行に配置(A )（A s に等しい）で表わしたときに，その数値を 1.602 された無限に小さい円形断面積を有する無限に長い二176 634×10 − 19 と定めることによって定義される．本の直線状導体のそれぞれを流れ，これらの導体の長ここで，秒は∆νCs によって定義される．
さ 1 メートルにつき 2×10 − 7 ニュートンの力を及ぼし合う一定の電流である．

時間

熱力学温度

物質量

光度

(s)

ケルビン
(K)

ケルビンは熱力学温度の SI 単位であり，ボルツマン 熱力学温度の単位，ケルビンは，水の三重点の熱力学定数 k を単位 J K − 1（kg m2 s − 2 K − 1 に等しい）で表わ 温度の 1/273.16 である．
したときに，その数値を 1.380 649×10 − 23 と定める
ことによって定義される．ここで，キログラム，メー
トルおよび秒は h, c および∆νCs に関連して定義され
る．

モル

モルは物質量の SI 単位であり，1 モルには，厳密に モルは，0.012 キログラムの炭素 12 の中に存在する原6.022 140 76×1023 の要素粒子が含まれる．この数は，子の数に等しい数の要素粒子を含む系の物質量であ
アボガドロ定数 NA を単位 mol − 1 で表したときの数値 り，単位の記号は mol である．
であり，アボガドロ数と呼ばれる．
モルを用いるとき，要素粒子が指定されなければなら系の物質量（記号は n）は，特定された要素粒子の数 ないが，それは原子，分子，イオン，電子，その他のの尺度である．要素粒子は，原子，分子，イオン，電 粒子又はこの種の粒子の特定の集合体であってよい．
子，その他の粒子，あるいは，粒子の集合体のいずれであってもよい．

カンデラ
(cd)

カンデラは所定の方向における光度の SI 単位であり，カンデラは，周波数 540×1012 ヘルツの単色放射を放周波数 540×1012 Hz の単色放射の視感効果度 Kcd を単 出し，所定の方向におけるその放射強度が 1/683 ワッ
位 lm W − 1（cd sr W − 1 あるいは cd sr kg − 1 m − 2 s3 に等 ト毎ステラジアンである光源の，その方向における光しい）で表したときに，その数値を 683 と定めること 度である．
によって定義される．ここで，キログラム，メートル
および秒は h, c および∆νCs に関連して定義される．

(mol)

られる．経年変化については，日本国キログラム原器 (Fig.

2.2

電流について 6）

1) は，数十年に一度，国際度量衡局で保管されている国際

従前の電流の定義を直接利用して，電流を実現する手法

キログラム原器，副原器や各国のキログラム原器と比較さは 1940 年台に行われていた．しかし，ノーベル賞を受賞

れ，評価されている．1989 年〜1992 年に実施された比較する功績となったジョセフソン効果と量子ホール効果といの結果から，国際キログラム原器の質量は 100 年の間に約う量子現象に基づき電圧と抵抗を高精度で再現することが50 μg 軽くなったのではないかと憂慮された．質量計測の可能となり，各国の国家標準機関が標準として利用するよ

精度の観点では，1 キログラムが基準であるため，1 キロ

うになった．これらの量子現象に基づく電圧と抵抗の実現

グラムでは精度良く測定できるが，微小・巨大な物体の質には，ジョセフソン定数とフォン・クリッツィング定数が量の測定など 1 キログラムから離れるほど精度が悪くなっ必要となるが，それらの数値が機関によってばらばらでてしまう．このため，各国はキログラム原器に頼らない質あったことが問題であった．そのため，1990 年にジョセ

量定義への改定ができるよう研究を加速した．

フソン定数（KJ-90）とフォン・クリッツィング定数（RK-90）が定められ，以後 1990 年協定値として利用されてきた．

28

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

解説

このように，電流は厳密には SI の定義に従っていなかっ問題点が生じていた．すなわち，水の三重点 276.16 K か

たこと，また 1990 年協定値は最新の値からずれてしまっ

ら熱力学温度が離れるにしたがって，精度が落ちてしまうていたこと，から定義の改定が望まれていた．

ことである．また，水の三重点の温度は，水の構成原子である酸素の同位体組成比，水に含まれる不純物に影響を受

2.3

熱力学温度について

7）

けることがわかっている．同位体組成比は定義すればある

熱力学温度の単位ケルビン (K) の従来定義は，水の三重程度回避できるが，不純物の影響は課題が残る．そこで水点の熱力学温度の 1/273.16, と定義されていた．三重点との三重点という物質固有の性質に基づかない物理定数の値

は，気相・液相・固相の三相が共存する状態である．Fig.

による定義が望まれていた．

2 に，水の三重点を実現している水の三重点セルの写真を3.

示す．水の三重点は温度と圧力が一意に定まるため再現性に非常に優れている．しかし，熱力学温度も質量と同様の定義改定の決議

本章では，誰がどのようにして国際単位系 (SI) を決定するのかを紹介する 1）, 8）．
今から 140 年以上前の 1875 年に，メートル法を国際的に確立するための条約が 17 か国で署名された．これがメートル条約である．日本は 1885 年にメートル条約に加盟し，2020 年 1 月には 62 の加盟国と 40 の準加盟国・経済圏が条約に署名している．メートル条約の最高議決機関は
国際度量衡総会 (CGPM) であり，第 1 回 CGPM は 1889 年に 開 催 さ れ，長 さ と 質 量 の 単 位 が 承 認 さ れ た．そ し て1960 年に開催された第 11 回 CGPM において SI が決議された．
今回なされた SI 基本単位の定義改定は，第 26 回 CGPM

(Fig. 3) において，2018 年 11 月 16 日に決議された．この決議に至るまでは関係者の地道な活動に支えられていることは言うまでもない．その経緯を簡単に紹介する．Fig. 4にメートル条約の組織を示す．CGPM は，加盟国，準加Fig. 1 The Japanese Prototype of the Kilogram (photograph courtesy of AIST)盟国である国や地域の全メンバーが参加し，例外を除き近年は 4 年ごとに開催されている．CGPM の直下にある国際度 量 衡 委 員 会 (CIPM) は，18 名 の 委 員 か ら 構 成 さ れ，
CGPM の決議事項に関する代執行機関となっている．日
本からは，臼田氏（産総研理事）が，CIPM の幹事を務めている．CIPM の下には，国家計量標準機関の専門家によって構成されている 10 の諮問委員会が設置され，国際Fig. 2 Water triple point cell (photograph courtesy of
AIST)：liquid water, solid ice, and water vaper cancoexist in a stable equilibrium. The tube in thecenter of the cell is used for calibration of thermometers

Fig. 3 The 26th General Conference on Weights and Measures29

医学物理 第 41 巻 第 1 号

Fig. 5 Single crystals of silicon sphere (photo courtesy of
AIST)

Fig. 4The Metre Convention organization

がって，その結果が得られるまでの期間は，国際キログラ
ム原器を基準として質量標準を供給することになる．ただ，定義が改定されたことにより，国際キログラム原器の的な標準に関する課題を分野ごとに検討している．単位の質量は厳密に 1 kg ではなくなり，10 μg の標準不確かさを制定や改定は，専門家によって構成される諮問委員会が審持つことになる．当面はこの値を用いることになるが，今議・提案し，その案を CIPM が審議し，さらに CGPM の後は，経年変化の影響で値が変化することもあり得る．

決議を経る．今回関係する諮問委員会では，定義改定する

したがって，定義改定の前後で国際キログラム原器の質ために必要な技術基準があらかじめ設けられ，それらが達量の値に変化はないが，その不確かさは増加している．こ成されたときに限り，定義改定を認めることとした．

の不確かさの増加がどれぐらいの影響をもたらすかを下記

4.

新しい定義とその影響に検討する．質量の国内トレーサビリティにおいては，国家標準である日本国キログラム原器を基に産総研によってTable 1 を見てわかるように，従前定義と新定義で表現校正された分銅を用いて，校正事業者がユーザの分銅ある方法が異なっている．従前定義は単位の実現方法を記述しいははかりを校正する．このとき最も精度良く校正が可能ているのに対し，新定義は物理定数などの数値を定めるこな 1 kg の分銅を校正するときの標準不確かさは 10 μg を大とによって単位が定義されると記載するのみで，定義の実

きく超えている 9）．したがって，キログラム原器の不確か

現方法については記載がない．例えば，長さの単位である

さの増加は国内で実施されている通常の質量測定値の不確メートルは，従前では，光の速さがある時間に真空中に進かさにほとんど影響を与えない．

む工程と定義され，その長さを実現する表現になってい次に新しい定義に基づいた質量標準に切り替わった場合る．それに対して，新定義では光の速さを定めて，それをについて影響を考えたい．産総研では，シリコン球中 (Fig.

用いてメートルが定義されると記載されているのみであ

5) に含まれる原子数を評価し，アボガドロ定数を用いて質る．以下に，実質的に定義改定がなされた，質量，電流，量を実現する手法を用いている．2017 年の時点で 24 μg の熱力学的温度，物質量について新定義の内容とその改定の標準不確かさで 1 kg を実現しており 10），この程度の不確影響を簡単に紹介する．

かさであれば，通常の質量計測に大きな影響は与えないで
あろう．

4.1

質量について 5）

従来の質量の定義では，基準は 1 kg に縛られ，他の質質量の定義は国際キログラム原器から，プランク定数を量は，1 kg から倍量または分量して範囲を広げる必要が基準とした定義に改定された．しかし，定義が変更となっあったが，新しい定義ではそこから解放される．すなわちても，すぐに新しい定義に基づいた標準が供給されるわけ

基準がプランク定数に移行したので，任意の質量を小さいではない．というのも新しい定義に基づいた各国の質量標不確かさで実現することが可能となる．また関連する新た準の国際的な確認作業が必要となるからである．各国で新な技術が開発されれば，現在測ることができない微小質量

しい定義に基づいた質量の標準を構築し，それを互いに比を測ることや分銅に頼らない校正が可能となる．例えば，

較し，レビューを経てから新しい定義に基づいた質量の標

ナノグラム領域での質量計測や微小トルク計測などで，新準を利用することができる．現状は，日本を含め複数の国薬の開発や環境中の微粒子の質量計測など，ナノテクノロ

家標準研究機関が各国で新しい定義に基づいた質量の標準

ジーに広く貢献することが期待される．

を構築し，それを互いに比較している最中である．した30

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

Table 2

解説Comparisons between the values in 1990 and after
redeﬁnition of the Josephson constant and the vonKlitzing constant1990 年
協定値

定数
ジョセフソン
定数
フ ォ ン・ク
リッツィング
定数

定義改定後の値

連する多くの計測にとって計り知れない．
4.3

熱力学温度について 7）

熱力学温度の定義は，水の三重点からボルツマン定数の25812.807 Ω

25812.8074593045… Ω

483597.9 GHz/V

483597.848416948…
GHz/V

値に基づく定義に改定された．これにより，水の三重点の熱力学温度 (273.16 K) の不確かさは，ゼロから 370×10 − 9の相対標準不確かさ（約 0.1 mK の標準不確かさ）を持つことになった．これは水の三重点の測定精度に比べて無視できない大きさとなる．しかし，我々が日常測定している
温度は，「1990 年国際温度目盛（ITS-90）」に基づく温度で，Table 3

Relative change of the electric quantities after redeﬁnition

国際的な協約として定められている．今回の定義改定にともなって，ITS-90 の値や実現の不確かさに影響は与えな量

相対変化量 (×10 − 9 )電圧＋106.7

抵抗＋17.79しかし，高温域（962°C 以上）では，従来の ITS-90 に電流・電荷＋88.87基づくよりも，熱力学温度による測定を行った方が不確か

電力＋195.5いとされている．そのため定義改定によって一般ユーザが直ちに影響を受けることはない．

さを低減できるメリットが大きく，各国の国家標準機関では熱力学温度による標準供給に切り替えていく流れが進行
している．

4.2

電流について6）電流の定義は，従来の長い二本の直線状導体に働く力に

4.4

物質量について 11）

よる定義から，電気素量の値を定義することに改定され

1 モルは，改定前の 0.012 キログラムの炭素 12 の中に存た．この定義改定により，これまで協定値を使っていた

在する原子の数からアボガドロ定数に基づく定義となっジョセフソン定数とフォン・クリッツィング定数が，それた．定義改定前は，炭素 12 の 1 モルの質量は厳密に 12 g

ぞれ SI トレーサブルな KJ および RK となった．ジョセフであった．改定直後も 12 g のままであるが，0.45×10 − 9

ソン定数とフォン・クリッツィング定数は次式で表されの相対標準不確かさを持つようになった．しかし，この不る．

確かさの増加は，ほとんどの化学計測やモルの実現におけ(1)

RK＝h/e2, KJ＝2e/h

る不確かさに比べて格段に小さく，通常の計測においては無視できる．

定義改定の前後で，両定数の値を比較すると Table 2 とな

5.

る．両定数の値は定義改定の前後で若干異なる．この違い

放射線関連量が，世界中で使用されている電圧標準と抵抗標準の値に変

前章までに詳しく単位の改定とその影響について紹介し化を及ぼし，標準の値が定義改定の日を境に変化することてきた．本章では，放射線関連量についてその影響についとなった (Table 3)．この変化量は，各国で維持しているて考えてみる．各基本単位の改定前後でユーザには影響が国家標準の不確かさに比較して有意な変化である．しかないため，放射線関連量も影響を受けないと考えられる．

9）

と比較

ここでは，国家標準においても影響を受けないかどうかをした場合には小さく，ばらつきの中に埋もれて見ることが放射線治療に関わる水吸収線量標準および X 線診断に関わできない．そのため，国内で実施されている通常の計測にる空気カーマ標準について検討する．

し，民間の校正事業者が校正をする相対不確かさはほとんど影響を与えない．
定義が新たに電子素量になったことで，今後，電流標準5.1

水吸収線量標準を直接構築することが可能となった．すなわち，電子の数

水吸収線量は，医療分野では放射線治療の線量評価に使を数えれば SI トレーサブルな電流標準を作ることができわれている．水吸収線量の定義は，単位質量あたりの水に，る．具体的には，トンネル効果を利用した単一電子ポンプ

放射線によって付与されるエネルギー量をいい，単位はと呼ばれる素子を用いて，電子 1 つ 1 つ移動させ，カウン

Gy(＝J/kg) を用いる 12）．

トすることによって，正確な電流を実現できる．さらに，我が国の Co-60 ガンマ線の水吸収線量標準は，グラファ

電気量が定義改定前の疑似的な SI から改定後の完全な SI

イトカロリメータによって実現されている 13）, 14）．Fig. 6

トレーサブルになることで，他の物理量と調和した SI トにグラファイトカロリメータの概略図を示す．カロリメー

レーサブルな精密電気計測が確立するため，この恩恵は関タ内部はグラファイトで構成された 3 層構造になってい31

医学物理 第 41 巻 第 1 号

Fig. 6 Graphite Calorimeter. (a) photograph of the calorimeter, (b) schematic cross-section
Fig. 7

Parallel-plate free air chamber

る．この中心部のコアに吸収されるガンマ線のパワーを測定することにより，吸収線量を評価する．3 層構造にしてできるほど小さく，定義改定による影響を与えない．

いるのは，コアの温度安定性を図るためである．
測定の原理は以下のとおりである．まず，グラファイト

5.2

空気カーマ標準

カロリメータを外部電力により加熱して，室温より若干高

空気カーマ標準 15）は，X 線診断装置，マンモグラフィ

く一定に保っておく．次にガンマ線を照射すると，グラ診断装置の線量計測などに利用されている．空気カーマのファイトカロリメータ内部の温度が上昇を始める．このと定義は，電荷を持たない間接電離放射線によって，空気のき，グラファイトカロリメータの加熱電力を下げ，温度変単位質量あたりに発生したすべての荷電粒子の初期運動エ化が起きないように調整する．そうすることにより，吸収

ネルギーの総和であり，単位は水吸収線量と同じ Gy(＝J/されたガンマ線のパワーは，温度上昇が起きないように下kg) を用いる 12）．

げた電力と等価になる．グラファイトカロリメータによっ

空気カーマ標準は，Fig. 7 に示した並行平板型自由空気て測定されるのはグラファイト吸収線量であるため，水と電離箱によって実現されている．電荷収集電極から得られグラファイト吸収線量の相対比を他の方法によって求めるる電流 (I) と電荷収集領域の空気の質量 (m) から次式にことにより，水吸収線量を評価する．その他，次式のようよって，空気カーマ率を評価する．

に必要な補正係数を乗じる．
P∏ ki
D W ＝m
Ḋ W：水吸収線量率(2)

I Wair
∏ ki
K ＝
m e
K̇ ：空気カーマ率(3 )Wair：空気の W 値
ki：各種補正係数

P：コアに吸収されるパワー
m：コアの質量空気カーマ標準に対する単位改定の影響は以下のとおり

ki：各種補正係数である．電流は 88.87×10 − 9 の増加となり，空気の質量は
ここで，水吸収線量標準に対する単位改定の影響を考え

相対標準不確かさ 10×10 − 9 の増加となる．これらの値は，る．水吸収線量を決定する際に必要な測定量は，上記のよ

空気カーマ標準の相対標準不確かさの最も小さい値である

うに電力とグラファイトカロリメータのコアの質量であ4×10 − 3 (0.4%) に比べて 2 桁以上小さいため，空気カーマ

る．温度を測定しているが，放射線と電力によって温度が標準には今回の定義改定は影響を与えない．

変化しないように相対的な測定であるため，温度の絶対値は利用していない．したがって，ガンマ線水吸収線量に対する影響は，電力測定の変化である 195.5×10

−9

5.3

今後の動向

の増加

今回の単位改定により，放射線計測分野ではどのようなと，質量の相対標準不確かさ 10×10 − 9 の増加となる．こ

恩恵があるであろうか．電離箱を用いた放射線の計測にはれらの値は，水吸収線量標準の相対標準不確かさ 4×10 − 3

電流あるいは電荷測定がともなう．この電流や電荷のト(0.4%) に比べて 2 桁以上小さいため，水吸収線量標準には

レーサビリティは，電圧，抵抗，あるいはキャパシタ標準

今回の定義改定は影響を与えない．

を用いて構築されている．しかし，今回の定義改定により，治療施設では，電離箱の電流または電荷を測定すること

電流計測について，直接電流標準からトレーサビリティをによって，水吸収線量を評価する．Table 3 より，この電得ることが可能となる．また環境領域など放射線レベルが流／電荷測定は，88.87×10 − 9 だけ増大させなければなら低くなると電離箱によって計測する電流が小さくなる．電ないが，こちらも水吸収線量標準の不確かさに比べて無視

流標準により微小電流計測の精度が向上することも期待さ

32

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

れており，環境レベル放射線などの測定精度の向上が期待
される．
6.

終わりに

2019 年に施行された SI 基本単位の定義改定について，
その必要性，改定内容，今後の展望について紹介した．基
本的に定義改定によって通常の計測が影響を受けることがなく，一方で今後の発展が大きく期待されている．放射線分野においても定義改定の影響を受けることはなく，今後そのメリットを享受するであろう．
今回，定義改定が実質的に行われなかった時間について，定義改定が検討されている 16）．現在，セシウム周波数∆νCs を基準にして秒が定義されている．このセシウム周
波数は約 9 GHz の電磁波領域である．すなわち約 90 億回の電磁波の波を数えると 1 秒となる．この数える数を増やすことによって不確かさが減少するが，これを実行するには時間がかかり限界がある．しかし，周波数が高くなれば測定時間を短くしても不確かさを低減させることが可能になる．そこで，光を使って時計を作ろうとする試みが進められている．光を使うと周波数は数百 THz となり格段の制度の向上が期待される．今後の発展を期待したい．
参考文献
1） 計量標準総合センター：メートル条約に基づく組織と活動の あ ら ま し，2020．https://unit.aist.go.jp/qualmanmet/
nmijico/metric/aramashi_2020.pdf（2021/2/1 アクセス）
2） 計量標準総合センター：国際単位系 (SI) 基本単位の定義改
定 と 計 量 標 準，2019．https://unit.aist.go.jp/nmij/public/
report/SI_9th/index.html（2021/2/1 アクセス）
3） 計量標準総合センター：国際単位系 (SI) 第 9 版日本語版，計量標準総合センター，国際単位系 (SI) 基本単位の定義改定

著者紹介

齋藤

解説

と計量標準，85–179, 20194） 産業技術総合研究所計量標準総合センター訳：国際文書第 8
版 (2006) 日本語版 国際単位系 (SI)―安心・安全を支える
世界共通のものさし―．日本規格協会，2007
5） 藤井賢一：プランク定数にもとづくキログラムの新しい定
義とその実現方法．計量標準総合センター，国際単位系 (SI)
基本単位の定義改定と計量標準，13–23, 20196） 金子晋久：改定国際単位系における電気標準，計量標準総合センター，国際単位系 (SI) 基本単位の定義改定と計量標
準，35–41, 20197） 山田善郎，中野 亨：熱力学温度の単位「ケルビン」の定義改定，43–53, 20198） 齋藤則生： キログラム がプランク定数に基づく新たな基準に．Isotope News 25: 764, 20199）（独）製品評価技術基盤機構：計量法校正事業者登録制度．
https://www.nite.go.jp/iajapan/jcss/index.html （2021/2/1
アクセス）10） Kuramoto N, Zhang L, Mizushima S, et al.: Realization of
the kilogram based on the Planck constant at NMIJ.
IEEE Trans. Instrum. Meas. 66: 1267–1274, 201711） 倉本直樹：物質量の単位「モル」の基礎解説とアボガドロ
定数にもとづく新たな定義を導いた計測技術．計量標準総合センター，国際単位系 (SI) 基本単位の定義改定と計量標
準，55–66, 201912） ICRU Fundamental Quantities and Units for Ionizing
Radiation, ICRU 85a, 201113） Morishita Y, Kato M, Takata N, et al.: A standard for absorbed dose rate to water in a 60CO ﬁeld using a graphite
calorimeter at the National Metrology Institute of Japan.
Radiat. Prot. Dosimetry 154: 331–339, 201314） 森下雄一郎：グラファイトカロリメータによる水吸収線量率の一次標準．医学物理 33: 179–185, 201315） 齋藤則生，田中隆宏，黒澤忠弘：診断領域の国家標準と線量計の校正．日本放射線技術学会雑誌 71: 1251–1258, 201516） 洪 鋒雷，安田正美：時間の単位「秒」についての基礎解
説と最新動向．計量標準総合センター，国際単位系 (SI) 基
本単位の定義改定と計量標準，25–34, 2019

則生（さいとう・のりお）（現職名）産業技術総合研究所 計量
標準総合センター 計量標準普及セン
ター 国際計量室 室長（専門分野）
国際放射線単位測定委員会 (ICRU) 委
員．1990 年博士（理学）．
放射線治療・診断に関連する国家計量標準の開発や先端加速器を利用した分子レベルの計測に従事してきた．最近
では，計量標準に関わる国際活動に取り組んでいる．

33

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 34–37 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

解説〈連載：RPT 誌特集〉

Radiological Physics and Technology (RPT) 誌に英語論文を投稿しよう！
(1) 初期推敲と最終推敲の学会による著者支援
RPT 誌編集委員長

土井邦雄 *1, 2
1

シカゴ大学

2

群馬県立県民健康科学大学

Let's Submit a Manuscript to Radiological Physics and Technology (RPT)!
(1) Initial Polishing and Final Polishing by the Journal to Support Authors
Editor-in Chief, RPT
Kunio Doi, PhD*1, 2
1

The University of Chicago

2

Gunma Prefectural College of Health Sciences

1.

はじめに

社（注 2）に依頼して行う最初の英文の改善になります．原
稿の初期推敲が終了すると，原稿の査読が始まります．査

日本放射線技術学会と日本医学物理学会は，14 年前に読では，原稿の追加・削除などの修正が行われ，原稿の科

英 語 論 文 学 会 誌 Radiological Physics and Technology

学的内容が適切と判断されると，最終推敲が行われます．

(RPT) 誌を共同出版することを決め，今までに 13 巻刊行

2 度目の推敲が必要な理由は，査読の段階で大きな追加やしています．始めは年 2 号出版でしたが，現在は年 4 号出修正が行われる場合があり，さらに初期推敲に含まれな版に成長し，掲載論文の数は増加し論文の内容は改善されかった部分の修正の必要性があるからです．これらの初期ています．しかし，学会誌レベルの指標であるインパク

推敲と最終推敲にかかる費用は学会が負担します．しかト・ファクターはまだ取得できていません．そこで今後はし，英文原稿の英語のレベルがあまりに酷い場合には，適多くの学会員による優れた論文の投稿を期待しています．

切な初期推敲をするのが極めて困難なことと，一度の推敲

RPT 誌には，他の英語論文学会誌には見られないユニー

では十分でない場合が多いです．そこで英語論文作成に十クな著者支援が含まれています．それは投稿原稿の英文の分な経験のない研究者には，投稿前に自分の費用で英文校改善のための初期推敲 (Initial Polishing) と最終推敲 (Fi-

閲をするようお願いしています．

nal Polishing) です．本稿では学会によるこのサービスの3.

内容と利用状況を述べます．
2.

初期推敲と最終推敲とは何か

研究経験の少ない研究者の原稿の問題点

研究経験の少ない研究者による英語論文原稿の問題点
は，英語文章表現の問題もありますが，原稿の科学的内容

英文原稿の英語の単語や表現の部分について，研究の内の問題もあり，しばしば後者のほうが大きな問題です．実容をある程度理解したうえで英文を改善する作業は，推敲

際 RPT 誌に投稿される多くの原稿の問題点は，論文の書(polishing) または校閲 (editing) と呼ばれます．この作業

き方，論理的な考え方や表現方法など多くの科学的内容とは校正 (proof reading) とは全く異なります．校正は，原関係しています．そこで英文校閲会社などに依頼して，「原

稿が出版社で活字になる最終プリントの間違い (error) を

稿は英文らしくはなっても，科学的な論文には程遠い」も修正する作業です．そこで校正は比較的簡単な機械的作業ですが，推敲や校閲は専門的な知的活動を必要とする高度の 作 業 で す．初 期 推 敲 は RPT 誌 に 投 稿 さ れ た 原 稿 が，RPT 誌に掲載できる範囲のテーマであることが確認できた場合（注 1）に，査読の始まる前に英語論文専門の校閲会* 連絡著者 (corresponding author)
E-mail: kuniodoi@uchicago.edu

34

RPT 誌にアクセプトできない原稿の内容は，政治的関係の強い研究，臨床研究，基礎技術研究，地域性の強い研究，科学的根拠の弱い研究と判断される原稿です．最近では投稿原稿の 30〜50% に該当しリジェクトされます．
（注 2）
RPT 誌発刊当初の原稿の推敲作業はシカゴ大学の専門家エリザベス・ランズルさんが手書きで推敲を担当していましたが，最近ではカクタス社に依頼しています．この変更時には，カクタス社の推敲結果はランズルさんの手書きの結果とほぼ同等であることを確認してあります．
（注 1）

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

解説

Fig. 1 RPT 誌の原稿受理日から，初期推敲結果を著者への送付日までの日数の分布

Fig. 3 校閲会社に最終推敲を依頼した日から，結果が出るまでの日数の分布

Fig. 2 初期推敲結果を著者への送付日から，著者による修正後の投稿日までの日数の分布

Fig. 4 著者に最終推敲を連絡した日から，最終原稿の提出日までの日数の分布のが多数です．RPT 誌の査読者のコメントには，「最終原を得てこれらを短縮する努力が必要です．一方，著者が初

稿は専門家による英文の改善が必要」との警告が頻繁に含期推敲結果を RPT 誌編集長から受け取ってから，修正後

まれています．つまり査読者は「推敲された筈の原稿の英に原稿を提出するまでの日数のデータを Fig. 2 に示しま文が十分でない」と言っているのです．しかし原稿は何度す．平均日数は 3.3 日ですが，最短 0 日から最長 17 日まで

も英文校閲を受けたものもあります．RPT 誌では，最低分布しています．著者による初期推敲に基づく原稿修正

限の英文推敲を行っていますが，残念ながら十分でないのは，企業の専門家による初期推敲よりも短期間でできるこが現実です．そこで「ネイティブチェックを受けた原稿はとが明らかです．

英語の問題は少ない」と仮定するのは間違えています．私

原稿の内容が科学的に適切でアクセプトできると判断さの経験では，大学院学生が高価な校閲料を払って英文を改れると，原稿は最終推敲のため校閲専門会社に依頼されま善した原稿を確認するよう依頼されたことがありますが，すが，作業の結果が著者に送られるまでの日数のデータを本人にはとても気の毒だったのですが，私はほとんど全文

Fig. 3 に示します．平均日数は 5.3 日ですが，最短 1 日かを書き直した経験があります．そこで英文原稿の校閲にはら 20 日まで分布しています．この結果を Fig. 1 の初期推慎重に校閲者（社）を選ぶ必要があります．

敲と比較すると最終推敲に要する日数は短くなっていま

4.

初期推敲および最終推敲に要する日数

投稿原稿受理日から初期推敲結果の著者への返送日まです．この理由は初期推敲と比べると最終推敲の作業は比較的容易だと推定できます．次に，著者が最終推敲結果を受け取ってから修正後の提出までの日数のデータを Fig. 4 にの日数のデータを Fig. 1 に示します．平均日数は 11.4 日

示します．平均日数は 3.0 日ですが，最短 0 日から 11 日まですが，最短 4 日から最長 30 日まで分布しています．2 週

で分布しています．この結果は Fig. 2 の結果と似ていま間以上の極端に長い日数もありますが，今後，企業の協力

す．
35

医学物理 第 41 巻 第 1 号

Table 1

投稿原稿の英文の質の主観的評価レベルの分布てのサジェスチョンを慎重に考慮するように」と連絡しま

英文の質のレベル

原稿の数

す．その結果，最終推敲の利用度は，編集長として私がす

＋2
＋1
0
−1
−2

7 (12%)
4 (7%)
10 (18%)21 (37%)15 (26%)

べて確認しますが，すべての原稿について 90〜100% で57 (100%)
Table 2

原稿の改善に初期推敲結果を利用した程度 (%) の分布利用した割合原稿の数

90〜100%80〜89%
70〜79%
60〜69%

27 (66%)7 (17%)
3 (7%)
4 (10%)
41 (100%)

す．
7.

科学的内容の改善

英語論文の科学的内容の改善は，著者，共著者や指導者の責任です．一般に，研究者は修士や博士を教育する大学
院で，研究論文の読み方や書き方を含む研究に必要なすべてのプロセスを学びます．そこで修士や博士を有する研究者は，科学的内容の適切な原稿を書くことが期待されます．しかし，研究者としての教育を受けていない研究者も多数います．この方々は自己研鑽によって研究者となったのですが，多くの研究論文から科学的な方法論を学ぶことができます．また研究論文を次々に出版することによって，研究者の能力を次第に向上させることも可能です．日

5.

投稿原稿の英文の質のレベルの推定

本放射線技術学会では，研究個別指導プログラム 1〜4）があり，個人的に英語論文作成の指導を受けることができま

投稿原稿についての初期推敲の結果に基づき，編集委員

す．今までに数人の若い研究者がこのプログラムを利用し長の私は投稿原稿の英文の質のレベル（−2 から＋2 の範て英語論文 5〜9）を出版するまで成長しています．今後，こ囲）を主観的に評価しています．評価の必要な理由は，極のようなプログラムを積極的に利用することが有益と思い

端に酷い原稿の場合には同じ筆頭著者が将来別の原稿を投ます．

稿する時には，英語論文専門の校閲作業会社による英文推8.

敲の証明を提出することを要求するためです．証明のない

最

後

に

原稿は著者に返却されます．評価尺度として，原稿のほとRPT 誌では他の英語論文学会誌にはない初期推敲と最んどすべての文章が初期推敲によって訂正されている最悪

終推敲の著者支援サービスがありますので，これを積極的の場合には−2 を，優れた英文で最低限の修正で済む最善に利用して多くの英語論文を書くことに挑戦してくださの場合には＋2 を与えます．最近 57 編の投稿原稿について

い．

の結果を Table 1 に示しますが，−2（15 編，26%），−1（21 編，37%），0（10 編，18%），＋1（4 編，7%），＋2（7謝辞

編，12%）です．そこで英文の優れた原稿 (＋1, ＋2) の数

本稿で用いた 4 図は，シュプリンガー・ネイチャー社のは約 20% で，かなりの英文修正の必要な原稿 (−1, −2) は

松本有子さんが用意してくれました．ここに深く感謝いた

約 60% です．

します．

6.

初期推敲および最終推敲の結果の著者による利用状況

参考文献

次に，RPT 誌から著者に初期推敲の結果を取り入れて

1） 土井邦雄：研究のすすめ―日本の若い研究者への研究個別指導を始めて―. 日本放射線技術学会関東支部雑誌 19: 13–
20, 2016
2） 土井邦雄：放射線技術の研究―若手研究者育成には何が必要か？―. 日本放射線技術学会誌 73: 213–215, 20173） 土井邦雄：研究者の視点―英語論文，人材育成，リーダー
シップ，組織運営には何が必要か？―. 医用画像情報学会誌
35: 35–41, 20184） 木下尚紀：2 年間の研究個別指導から得た生涯の宝．日本放射線技術学会誌 73: 1303, 20175） Kinoshita N, Oguchi H, Nishimoto Y, et al: Comparison of
AAPM addendum to TG-1, IAEA TRS-398, and JSMP 12:
Comparison of photon beams in water. J. Appl. Clin. Med.
Phys. 18: 271–278, 2017
6） Kanamoto M, Miyati T, Terashima K, et al.: Simultaneous detection of hepatocellular carcinoma and vessel
thrombus by using SPIO-enhanced B-TFE with the T2

原稿を改善する必要性を連絡しますが，著者の判断で「原稿の英文が改善できると思う部分だけを取り入れ，それ以外は無視してください」と連絡します．その結果，英文原稿の改善に初期推敲を取り入れた程度 (%) を主観的に判断してもらいます．最近の 41 編の原稿についての結果をTable 2 に 示 し ま す が，90〜100%（27 編，66%），80〜
89%（7 編，17%），70〜79%（3 編，7%），60〜69%（4 編，10%）になっています．この結果から，RPT 誌への投稿
著者は初期推敲の大部分 (60〜100%) の英文修正を取り入れ原稿の改善に役立っていることが明らかだと思います．
なお，最終推敲の結果を著者に連絡するときには，「あなたの論文の英文を改善する最後のチャンスだから，すべ36

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

preparation pulse technique. Rad. Phys. Tech. 10: 234–
239, 20177） Sakai T, Doi K, Yoneyama M, et al.: Distortion-free tensor
imaging of lumber nerve roots: Utility of direct coronal
single-shot turbo spin-echo diffusion tensor sequence.
Magn. Reson. Imaging 49: 78–85, 20188） Maruyama S, Fukushima Y, Miyamae Y, et al.: Usefulness of model-based iterative reconstruction in semi-automatic volumetry for ground-glass nodules at ultra-low-

解説

dose CT: A phantom study. Rad. Phys. Tech. 11: 235–241,
20189） Takasumi H, Seino S, Kikori K, et al: Evaluation of thehomogeneity of native T1 myocardial mapping using thepolarity corrected inversion time preparation method in a
myocardial phantom and healthy volunteers. Rad. Phys.
Tech. doi: 10.1007/s12194-020-00601-3. [Online ahead ofprint]

37

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 38–39 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

論文紹介〈連載：RPT 誌特集〉

最近の RPT 誌レビュー論文から
Title: Discovery of the luminescence of water during
irradiation of radiation at a lower energy than the
Cherenkov light threshold
Author: Seiichi Yamamoto
Radiol. Phys. Technol. 14: 16–24, 2021
和訳タイトル：チェレンコフ光閾値以下の放射線照射による水の発光現象の発見
著者：山本誠一

析したところ，図 1(B) に示すように，ブラッグピークが観察され，また飛程を正確に評価可能であることが明らかになった．
次に炭素線を用いて，同じ方法で画像化を試み，発光画像が得られるかどうかの確認を行った．2 次電子のチェレ
ンコフ光閾値より少し高い，245 MeV/u のエネルギーの炭素線を水に照射し，同じように高感度 CCD カメラを用いて照射中の水の発光を撮像した．
その結果，図 2(A) に示すように，鮮明な発光画像が得られた 7）．しかし陽子線の発光画像と異なり，図 2(B) に示
すように，水の浅い部分で発光が強くなっていた．理由はチェレンコフ光は放射線のエネルギーに対して閾値があ

炭素線で生成する 2 次電子のエネルギーが浅い部分でチェ

り，電子を水に照射した場合，260 keV 以下ではチェレン

レンコフ光閾値より少し高く，その部分にチェレンコフ光

コフ光は発生しない，すなわち全く発光は生じないというが発生したためであることが判明した．

のが常識であった 1）〜3）．しかし，筆者は，チェレンコフ光

陽子線と炭素線で水が発光することが明らかになった

閾値以下の放射線のエネルギーに対して水が発光することが，その後，低エネルギー X 線照射で水の発光を確認するを発見した．その後，陽子線以外の放射線に対しても画像実験を行った．実験は電子の水に対するチェレンコフ光閾

化を試み，この現象は，すべての電離放射線に共通する発値 (260 keV) よりはるかに低い 60 keV から 120 keV の X 線

光現象であることを確認し，さらに発光機序も明らかにしを水ファントムに照射し，発光画像を撮像するというもの

た．

である．X 線照射中の水の発光を撮像したところ，図 3 に筆者は，チェレンコフ光閾値以下の放射線照射による水示すように，明瞭な発光分布を得ることができた．

の発光現象の発見以前には，ポジトロン核種から放出されこの総論では，アルファ線，ベータ線，ガンマ線に対しるポジトロンのチェレンコフ光イメージング研究を行ってても発光画像測定を行い，それぞれチェレンコフ光閾値以いた 4）, 5）．治療用の陽子線をアクリルブロックに照射し，下のエネルギーの放射線照射で水の発光が起こることも紹

核反応で生じるポジトロンを，照射終了後に高感度 CCD

介している．また，水の発光は不純物にほとんど影響されカメラで撮像することにより，アクリル中のポジトロンのず非常に安定していること，水の発光はエネルギーに対し分布を高空間分解能で画像化できることを実証し 5），その後，粒子線などの発光画像計測を進めるようになった．
まず，水ファントムに，チェレンコフ光閾値以下の 100
MeV のエネルギーの陽子線（陽子線のチェレンコフ光閾
値は 460 MeV, 2 次電子のチェレンコフ光閾値は 120 MeV
でチェレンコフ光は発生しない）を上方向から照射し，高感度 CCD カメラで陽子線ビームの当たっている部分を撮像することを試みた．その結果，図 1(A) に示すような，線量分布にほぼ等しい画像が鮮明に得られた 6）．画像を解

図138

高感度 CCD カメラで撮像した陽子線照射中の水発光
画像 (A) と深部線量分布 (B)

図2

高感度 CCD カメラで撮像した炭素線照射中の水発光
画像 (A) と深部線量分布 (B)

図3

高感度 CCD カメラで撮像した低エネルギー X 線照射
中の水発光画像Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)て直線性を有すること，さらに放射線照射による水の発光
スペクトルの計測に成功し，発光機序も明らかにしたことも紹介している 9）．
発見した水の発光現象は，これまで知られていなかった
新しい物理現象であり，そのインパクトは極めて大きい．
水の発光現象は，粒子線の飛程の評価や線量計測などに応用できることも明らかになっており，今後のさらなる研究の発展が期待される．
参考文献
1） Jelly JV: Cerenkov radiation and its application, Pergamon Press, London, 1958
2） Helo Y, Kacperek A, Rosenberg I, et al.: The physics ofCerenkov light production during proton therapy. Phys.
Med. Biol. 59: 7107–7123, 2014
3） Glaser AK, Zhang R, Gladstone DJ, et al.: Optical dosimetry of radiotherapy beams using Cherenkov radiation:
The relationship between light emission and dose. Phys.
Med. Biol. 59: 3789–3811, 2014
4） Yamamoto S, Watabe T, Ikeda H, et al.: Ultrahigh-resolu-

論文紹介tion Cerenkov-light imaging system for positron radionuclides: Potential applications and limitations. Ann. Nucl.
Med. 28: 961–969, 2014
5） Yamamoto S, Toshito T, Fujii K, et al.: High resolution
Cerenkov light imaging of induced positron distribution
in proton therapy. Med. Phys. 41: 111913, 2014
6） Yamamoto S, Toshito T, Okumura S et al.: Luminescenceimaging of water during proton-beam irradiation forrange estimation. Med. Phys. 42: 6498–6506, 20157） Yamamoto S, Komori M, Akagi T, et al.: Luminescenceimaging of water during carbon-ion irradiation for range
estimation, Med. Phys. 43: 2455–2463, 20168） Yamamoto S, Koyama S, Komori M, et al.: Luminescenceimaging of water during irradiation of X-ray photons lower energy than Cerenkov light threshold. Nuclear Inst.
Methods in Phys. Res. -A. 832: 264–270, 20169） Yamamoto S, Akagi T, Yamashita T, et al.: Source of luminescence of water lower energy than the Cerenkov-light threshold during irradiation of carbon-ion. J.
Phys. Communications 2: 065010, 2018

執筆者：山本誠一（名古屋大学大学院医学系研究科

総合保健学専攻）

Author: Seiichi Yamamoto
Abstract: This is a review article on luminescence in water published by JSRT and JSMP (https://www.jsmp.org/en).
注）本論文紹介は JSRT 誌との合同企画により両学会誌に掲載しております．

39

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 40–43 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

大会開催報告第 119 回日本医学物理学会学術大会報告―Web 大会長のつぶやき―大会長

有村秀孝 *
九州大学医学研究院保健学部門医用量子線科学分野

Report of the 119th Scientiﬁc Meeting of the Japan Society of Medical Physics
President of the 119th Meeting of JSMP
Hidetaka ARIMURA*

Division of Medical Quantum Science, Department of Health Sciences, Faculty of Medical Sciences, Kyushu University

1.

はじめに

め，
「はい，そのようにお願いします」を書く日々で，粛々と JRC2020 の開催に向けて順調に準備を進めていました．

実はタイトルを，「コロナで，ランドマークからの夜景

そして，2020 年 2 月 10 日には最後の JRC の実行委員会がを 見 な が ら コ ロ ナ ビ ー ル を 飲 め な か っ た 幻 の 大 会 長」

開かれ，福岡の夜を楽しみました．とにかく，ここまでは（もっと言うとスイートに泊まれなかった大会長）を考え

普通 (old normal?) でしたね．

ましたが，長いかつあまりスマートではないし，それはい

ただ，その後日本でも新型コロナウィルスが感染拡大

かがなものですか，と言う編集委員長のこまった顔が浮かし，2020 年 2 月末くらいに緊急メールが飛び交い，2 月

んだので，素直なタイトルにしました．ただ，もうすぐ26 日に JRC 理事会で Web 開催が決定され，普通の大会長

121 回大会が開催される時期に，今頃 119 回の報告をしてから Web 大会長になりました．最初は，Web 開催？！うーも誰も読まないと思いますので，Web 大会長として感じ

んそういえば東日本大震災のときにやってたような感じかたことをつれづれなるままに，つぶやきとして書かせていな，というスタートでした．

ただきました．
2.

3.

普通の大会長から Web 大会長へ

Web 開催でも学会はなんとかなる？

2020 年 3 月当時，Web 開催の学会に参加したことはほ

当初，第 119 回日本医学物理学会学術大会を 2020 年 4

とんどなく，大学でも遠隔講義をどうするのか，みたいな

月 9 日（木）〜12（日）の 4 日間にわたってパシフィコ横話が始まったばかりで，よくわかりませんでした．私も所浜で開催する予定でした．JRC2020 全体のメインテーマ

属部局の遠隔講義の WG の委員になったりして，その当時

は「一寸の光陰The power of Imaging」でした．

Skype, Zoom, Webex の違いなど遠隔講義ソフトをいろい

JRC の準備期間はとにかく長い！青木 JRS 大会長，奥ろと調べました．それと同時に JRC2020 の Web 開催の準

田 JSRT 大会長を始めとする JRC2020 の実行委員会の場

備も遠隔会議で進めていきました．4 月に福岡にも緊急事

合，2018 年 12 月 に は テ ー マ と ポ ス タ ー を 決 め ま し た．

態宣言が出て，JRC の会議も大学の講義も飲み会も急に2019 年の JRC2019 のときにコマーシャルを兼ねてポス

な ん で も か ん で も オ ン ラ イ ン に な っ て，「コ ロ ナ 吹 き

ターを貼るためです．

ネットで繋がる

読めない空気」（著者作）を感じながら，

さらに，JSRT（奥田先生，梁川先生，柳田先生）とのあっという間に 4 月が過ぎました．GW もどこにも行けず，

インターナショナルセッションについての話し合いはい ろ い ろ と JRC の 準 備 や 講 義 の 準 備 を や っ て い た ら，

2019 年 2 月に始まりました．これは新しい試みだったの

Web 開催当日になりました．

で，いろいろなことを決めるのに時間がかかり，「ま，あここで，一応 Web 開催のまとめです．

とは飲みながら」と，飲みながらも続け，大変でしたが，楽しかったですね．
JSMP も納冨先生，亀澤先生が多くのことを一生懸命裁
き，いろいろとよく働いてくれて，私は大量のメールを眺

新型コロナウィルス拡大の影響のため 2020 年 5 月 15 日
（金）〜6 月 14 日 （日） に 日 程 を 変 更 し Web 開 催．
JRC2020 全体のメインテーマは「一寸の光陰

The pow-* 連絡著者 (corresponding author) 九州大学医学研究院保健学部門医用量子線科学分野［〒812–8582］福岡県福岡市東区馬出 3–1–1

Division of Medical Quantum Science, Department of Health Sciences, Faculty of Medical Sciences, Kyushu University, 3–1–1
Maidashi, Higashi-ku, Fukuoka-shi, Fukuoka 812–8582, Japan
E-mail: arimurah@med.kyushu-u.ac.jp

40Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

大会開催報告er of Imaging」で，企画等は現地開催の内容とほぼ同じ

外となんとかなるんだな，という印象です．そこで，学会

で，普通の Cypos, 音声付き Cypos, 講演ビデオなどさまざとは何かを少し考察．

まなコンテンツを用意しました．JSMP 関連の Web 参加
者 は 941 名（会 員：835, 招 待：40, JSMP そ の 他 学 生：

『学会とは，研究者が自己の研究成果を公開発表 (1) し，そ10, JSMP 学生会員：56）でした．昨年が 1025 名だったの科学的妥当性をオープンな場 (2) で検討論議する場であのですが，Web 開催だから参加しやすくて増えるかもとる．また同時に，査読，研究発表会，講演会，学会誌，学

思いましたが，力不足ですね．皆さん，ごめんなさい．

術論文誌などの研究成果の発表の場を提供する業務や，研今大会の新たな試みは JSRT との使用言語は英語のみのインターナショナルセッション (IS) で，総演題数は 164

究者同士の交流など (3) の役目も果たす機関でもある．
（ウィキペディアを少し改変）』

で，JSMP は 35, JSRT は 129（プログラム編成時）でした．
英語演題率は 63% で過去最高でした！
4.

この学会の定義だと，オンライン学会でも十分に目的を達成してしまっています．(1) と (2) に関しては，オンライ学会ってなに？

ンの方が公開とオープン（バーチャルですが）の範囲が広最近は Web 学会またはオンライン学会と呼んでいるよ

くなると思います．忙しくて学会会場に行けない方，身体うですが，Web 学会を自ら開催し，これまで国内，国際的に難しい方，旅費が厳しい方（私？）などは可能な範囲

学会にオンライン参加してみて，オンラインでも学会は意でオンライン参加できるのは，オンライン学会の良い点だ

Table 1

JSMP119 Presidents Awards, Gold Silver and Bronze

41医学物理 第 41 巻 第 1 号と思います．特に旅費が要らないのは研究費的にはかなり私の聡明な奥さんに言わせると，「高い旅費を使って横浜に行く理由が，雑談助かります．
ただ，(3) の「交流など」の など に含まれると（私は）など ！」と早計なご結論を出すことになる．しかし，実はこれが対面学会の本質かも！

信じている，立ち話をする，食事しながら（いつも飲みな

いやいや，そうじゃなくて，私は横浜の学会の空気が好がらですが）話（研究談義，研究室のことをぐちるなど）きだと言いたい！爽やかな春風流れる美しい横浜に行くをすることは無理ですよね．結局，オンライン学会の最大と，私だけでなく皆さんの脳が活性化し，普段と違う雰囲

の弱点は

が

気ができていると思うんです．この雰囲気から研究の新しできない」．飲み会だけ（本音）ではなく，偶然，会場のいアイディアが生まれる．だから，高い旅費に見合う！（い通路で会って立ち話をする，休憩所に行ったら，たまたまいですね〜この論法）（それはオンラインでも頑張れば作知り合いに出会う，その知り合いが新しい人を紹介してくれるかもしれませんが，それは違うと主張したい．オンラれる，といった偶然の出会いもない．人の繋がりはとても

インでは伝わらないものがあるなどが足りない．つまり，「雑談など大事なんですけどね．とにかく，以上まとめると，以下のような普遍的な数式（著者作）が成り立つんです．

5.

不立文字

の考えです．）

受賞者一覧 (Table 1)

今回は 9 名の方が大会長賞を受賞されました．ただ，女（対面の学会）−（オンライン学会）＝雑談など（対面：旅費＋参加費）−（オンライン：参加費）＝旅費

性の割合が医学物理学会は少ないような気がしますね．皆さん，どんどん発表して賞を取ってください．

Table 2 Summary of diverse programs in the 119th JSMP Meeting including JRSJRST-JSMP Joint Symposium and special lectures

42

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

Fig. 1

Fig. 2

大会開催報告納冨 Web 実行委員長（左上），Web 大会長（右上），亀澤 Web プログラム委員長（中央下）のオンラインビデオの様子

Associate Prof. Karen Drukker (University of Chicago)（左）と Web 大会長（右）のオンラインインタビューの様子

6.

Fig. 3

Prof. Ronnie Wirestam (Lund University) のオンラインビデオの様子

企

画です．心から感謝申し上げます．普通の大会長としては幻になりましたが，Web 大会長になれました！こうなった

今回は 4 つのテーマを掲げて企画しました．（実は後付ら，楽しもうと，好き勝手に Karen（米国シカゴ大学）とけですけど）Table 2（邦文集からの抜粋）に企画の要約

早朝から（時差のため）ビデオ会議でインタビューごっこをしたり (Fig. 2), インタビューはいやだと断った Ronnie

を示します．
7.

まとめ（スエーデンのルント大学）はえらく良くできたビデオ(Fig. 3) を作ってくれて，暇？と思いながら，いろいろとJRS の青木先生，JSRT の奥田先生，JRC 実行委員会の楽しかったです．なので，ま，これでもいいかな，という皆様，JSMP では納冨先生，亀澤先生 (Fig. 1), 実行委員の感じです．しつこいですが，残念なのはスイートに泊まれ

先生方，プログラム委員の先生方には，大変，大変お世話なかった，ことです！いつかまた春の横浜で対面での雑談になりました．今までの努力がひっくり返ってしまうことなどを楽しめる日が来ることを願っています．

がたくさんありましたが，なんとかなったのは皆様のお陰

43Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 44–47 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

施設紹介
近畿大学大学院医学研究科基礎医学系医学物理学専攻・
近畿大学病院がんセンター放射線治療部医学物理室の紹介
田村

命 *, 門前一，松本賢治，大塚正和，花岡宏平，浅井義行

近畿大学大学院医学研究科基礎医学系医学物理学専攻
近畿大学病院がんセンター放射線治療部医学物理室

Introduction of Medical Physics Course in Kindai University
Mikoto TAMURA*, Hajime MONZEN, Kenji MATSUMOTO, Masakazu OTSUKA, Kohei HANAOKA, Yoshiyuki ASAI
Department of Medical Physics, Graduate School of Medical Sciences, Kindai University

1．施 設 概 要

はその中心的な役割を果たしています．本学大学院医学研究科博士課程における医学物理学教育は，2008 年のがん

近畿大学は，大正 14 年 (1925) 創立の大阪専門学校と昭プロフェッショナル養成プランの開始に伴い，基礎医学系

和 18 (1943) 年創立の大阪理工科大学を母体として，昭和の専攻分野として発足，がんセンターにも放射線治療部医24 (1949) 年に設立されました．現在は，キャンパスが東学物理室が設置されました（図 1）．現在，医学物理学教

大阪（本部）・大阪狭山・奈良・和歌山・広島・福岡に存育における教員は 3 名，医学物理学専攻の修了者は 11 名，

在し，14 学部 48 学科と短期大学部がある，西日本最大規大学院生が 7 名在籍しています．また，修了生のうち 2 名

模の総合大学です．近年では，水産研究所の「世界初となが半年程度の短期間海外留学を経験，2019 年には海外かるマグロの完全養殖の成功」が多くのマスコミに取り上げ

ら 1 名の留学生を受け入れました．

られ，近大マグロが一躍有名になりました．さらに，日経
BP コンサルティングの「大学ブランド・イメージ調査

2．運 用 状 況(2020–2021) 近畿編」によると，大学ブランド総合力は京近畿大学病院は，リニアック 2 台；Halcyon, TrueBeam

都大学と大阪大学に次ぐ，第 3 位にランクインしました．

（Varian 社）（図 2），小線源治療装置 1 台；マイクロセレ

医学部は 1974 年に南河内郡狭山町（当時）に設置され，クトロン HDR-V3 (Nucletron B.V.), 治療計画用 CT 装置

翌年には近畿大学医学部附属病院が開院しました．2007

1 台；Optima660（GE 社），治 療 計 画 装 置 7 台；Eclipse

年にがんセンターが開設，2009 年には南大阪における地（Varian 社）を所有しており，内 Eclipse 2 台は大学院生

域がん診療連携拠点病院に指定されて以来，がんセンター

および医学部生の実習用です．放射線治療の年間の新規患者数は，約 800 名となっており，IMRT および VMAT の割合は 50% 程度です．医学物理室の臨床業務は，主に装置 の 立 ち 上 げ や QA，高 精 度 放 射 線 治 療 (IMRT/VMAT,SRS/SRT/SBRT) の治療計画の立案です．治療部位としては，前立腺癌や頭頸部癌が多く，脳腫瘍や肺癌，食道癌，
肝臓癌，膵臓癌，直腸癌，子宮頸癌などが続きます．
3．研 究 紹 介
本研究室では，臨床における課題や疑問点を提起し，産学連携や医工連携により新しい素材の開発を共同で進め，臨床応用まで繋げています．代表的な内容は，1. 鉛を含まない放射線防護材の開発，2. 知識ベース放射線治療計画（Knowledge-based Planning: KBP）の臨床への応用，

図1

がんセンター放射線治療部医学物理室メンバー

3. 放射線透過性を高めた新素材の開発が挙げられます．

* 連絡著者 (corresponding author) 近畿大学大学院医学研究科基礎医学系医学物理学専攻・近畿大学病院がんセンター放射線治療部
医学物理室［〒589–8511 大阪府大阪狭山市大野東 377–2］
Department of Medical Physics, Graduate School of Medical Sciences, Kindai University, 377–2 Onohigashi, Osakasayama,
Osaka 589–8511, Japan
E-mail: mtam@med.kindai.ac.jp

44Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

図2

3.1

施設紹介

近畿大学病院放射線治療科のリニアック（左：TrueBeam，右：Halcyon）

鉛を用いない放射線防護材の開発

3.3

放射線透過性を高めた新素材の開発

放射線を用いた医療・工学分野では，遮蔽材として鉛が放射線治療用の寝台には，一般的にカーボンが用いられ主に使用されています．しかし，鉛は加工が困難なことやています．このカーボンカウチは丈夫であり，たわみも小

人体に有毒であることに加え，その廃棄物は環境への影響さいのですが，ボーラス効果により Grade 2 以上の皮膚障が懸念されており，鉛を含まない放射線遮蔽材が求められ害が背部に起こったという報告があります．そこで我々ています．タングステンは，X 線や γ 線などの放射線を遮は，発砲体に薄いガラス素子を接着することで，丈夫かつ蔽する能力を持ち，人体への有毒性もありません．我々は，

た わ み も 小 さ く，放 射 線 透 過 性 に 優 れ た ボ ー ド（HM-タングステンを紙やゴムに担持できる技術を用いて，タンboard）を開発し，皮膚表面線量をカーボンカウチより低グ ス テ ン 機 能 紙 (Tungsten Functional Paper: TFP) や タ

減できることを示しました 4）．用途は異なりますが，Hal-ン グ ス テ ン 含 有 ゴ ム (Tungsten Containing Rubber:cyon の高精度で安全なコミッショニングにも一翼を担っTCR) を産学連携にて開発してきました．最近では，加温ております 5）．

することで粘土のように柔らかくなり，自由成形が可能でさらに，現在近畿大学で行われている「 オール近大

ある一方，室温や体温では形状を維持できる リアルタイ

新型コロナウイルス感染症対策支援プロジェクト (https://

ム可変型タングステン含有ゴム（サンタックシーラー Soft

newscast.jp/news/221249)」の一環で，本ボードは超軽量

Tungsten Rubber: STR） を 開 発 し ま し た．STR が，電

簡易型ベッドへと変貌を遂げました．重量が 10 kg 程度

Ir を用いた小線源治療において，十分な遮

で女性でも 1 分以内に組み立て可能，消毒や丸洗いがで蔽能力を有することを証明し 1）, 2），2020 年 12 月に上市にき，厚さ 5 cm 程度に収納もできます (https://newscast.jp/

至っています．

news/6121976)．今後のパンデミックや非常事態が起きた

子線治療や

192

際に活躍が期待されます．このように，時には専門の枠を3.2 知 識 ベ ー ス 放 射 線 治 療 計 画（Knowledge-based
Planning: KBP）の臨床への応用
本研究室では 2016 年に KBP の研究に着手しました．大超えた挑戦もしています．
4．大学院教育学院生がわずか 30 分で作成したモデルが，臨床で実際に本学大学院医学研究科博士課程は，4 年の博士課程を経照射したプランよりも優れた線量分布であったという驚愕て，医学博士を取得できます．医学物理学専攻では，すべの結果が得られました．しかし，KBP により一度の最適ての院生がすでに臨床を経験している社会人であり，日々化計算で得られた線量分布は，計画の質の均霑化には大き感じている臨床の疑問の解決，知識不足の補いを目的に入な恩恵もありますが，臨床への導入には，1. ターゲットと学する学生がほとんどです．

リスク臓器の Overlap 領域の分布の弱さ，2. MU 値の増大学院では，医学物理学専攻や放射線腫瘍学部門のみな加，3. モデル共有が困難など，解決すべき点もあります．

らず，他分野や他大学・他研究所から様々な先生を招い

我々はこれまで，KBP の弱点やその原因を明らかにし，て，講義を行なっています．（生理学の講師によるサルのそれらを補う方法を研究してきました．そして，2018 年

脳に電気信号を送る実験の講義や，1 年次に行われる解剖には多施設研究班を発足，現在もモデルの共有を目標に学実習は，放射線治療や放射線検査に携わる者にとって薫

日々研究を進めています（2019・2020 年度 JSRT 学術研

陶の賜物となっています）．このように，専攻分野間の垣

3）
究班）．また，本多施設研究班の培ってきたノウハウは，根がなく，横断的な教育や研究ができることも特長のひと

Varian 社 公 認 の ホ ワ イ ト ペ ー パ ー

つです．また本研究室では，国際交流を盛んに行っていま

RapidPlan

TM

User

Note and Tips としてまとめております．掲載の際には，す．2017 年にはタイのチュラロンコン大学と，2019 年にぜひご覧ください．

は 韓 国 カ ト リ ッ ク 大 学 と 合 意 覚 書 (Memorandum of
Agreement: MOA) を締結（図 3），その後近畿大学東大阪45

医学物理 第 41 巻 第 1 号

図3

タイのチュラロンコン大学にて MOA 締結（左），韓国カトリック大学にて MOA 締結（右）図4近畿大学東大阪キャンパスにてチュラロンコン大学との合同研修会（左），韓国カトリック大学からの留学生とスイスからの研修生との休日観光（右）図5マレーシアクアラルンプールで開催された第 18 回アジアオセアニア医学物理学会学術大会での集合写真（左），オーストラリ
アパースで開催された第 19 回アジアオセアニア医学物理学会学術大会での集合写真（右）キャンパスにてチュラロンコン大学との合同研修会を行っ

https://www.med.kindai.ac.jp/radio/performance.html をたり，韓国カトリック大学からの留学生を受け入れました

ご覧ください．

（図 4）．2018 年に近畿大学で開催した国際医学物理の日には，韓国カトリック大学から研究者や大学院生を招きまし5．さ い ご にた．国際学会での経験（図 5）や留学生や海外からの研修

医学物理は数学や物理といった自然科学の側面から医学生との日常会話や研究のディスカッションを英語で行えるをみつめる大変面白い学問です．医学は目の前の患者を救恵まれた環境のおかげで，2 年次や 3 年次には国際学会に

い，医学物理はワールドワイドに人に貢献できる学問ともて英語で講演を行う大学院生もいます．

言われています．現在では，産学連携・医工連携の促進，研究面では，産学連携による開発（前述の TFP や TCR,

多くの診療科や他学部，そして企業との協働により，活躍

STR, HM-board など）に携わったり，これらを医学にどの場が大きくなってきています．自由が校風の実学の近大のように応用できるかを考えたり，臨床における疑問点やで，一緒に何らかの形で世界を救いませんか？本教室には課題を解決したり，基礎研究と臨床とを結びつけたりと，それが実現できる環境があります．お近くにお越しの際は多 種 多 様 な 研 究 テ ー マ に 挑 戦 し て い ま す．詳 し く は，

気軽にお立ち寄りください．お待ちしています．

46

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

参考文献
1） Monzen H, Tamura M, Kijima K, et al.: Estimation of radiation shielding ability in electron therapy andbrachytherapy with real time variable shape tungsten
rubber. Phys. Med. 66: 29–35, 2019, doi:10.1016/j.
ejmp.2019.09.233
2） Matsumoto K, Tamura M, Otsuka M, et al.: Dosimetriccharacteristics of a real time shapeable tungsten containing rubber with electron beams. Nihon Hoshasen Gijutsu
Gakkai Zasshi 76: 1248–1255, 2020, doi:10.6009/jjrt.
2020_jsrt_76.12.1248
3） Monzen H, Tamura M, Ueda Y, et al.: Dosimetric evalua-

施設紹介tion with a knowledge-based planning created at different
periods in volumetric modulated arc therapy for prostatecancer: Multi-institution study. Radiol. Phys. Technol. 13:
327–335, 2020, doi:10.1007/s12194-020-00585-0
4） Tamura M, Monzen H, Matsumoto K, et al.: Reduction ofpotential risk for skin toxicity in megavoltage radiotherapy using a novel rigid couch. In Vivo 32: 531–536, 2018,
doi:10.21873/invivo.11271
5） Tamura M, Monzen H, Matsumoto K, et al.: Design ofcommissioning process for HalcyonTM linac with a new rigid board: A clinical experience. Phys. Med. 77: 121–126,
2020, doi:10.1016/j.ejmp.2020.08.004

47

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1: 48–50 (2021)

医学物理 第 41 巻 第 1 号

連載コラム

シカゴ通信

アメリカの実験―民主主義をどうやって守るのか？―〈Chicago Report〉American Experiment: How Can We Protect Democracy?

昨年末に医学物理第 40 巻第 4 号の巻頭言に，私は「民プが当選すれば，アメリカの実験は終了する」と言われて主主義をどうやって守るのか？」という記事を書きまし

いたのは，「トランプは民主主義に興味がなく，ロシア，

た．その後米国大統領選挙が行われジョー・バイデンが当中国，北朝鮮などのような独裁国にしたい」と思っている選したのですが，予期されたようにスムーズな政権移行がからです．始めに述べたような建国の事情のため，米国は行われず現在も流動的な状態が続いています．そこで歴史

国全体に関係する規則や法律と，各州が独立に決める規則的な立場と現状などについてその後の情勢を「シカゴ通信

や法律の 2 本立てなのです．例えば警察，検察，法廷など

第 2 報」として述べたいと思います．「シカゴ通信」と名も各州独立なものと，全体に適用される連邦制の FBI，連付けたのは，昨年コロナ感染によるパンデミックが始まっ

邦検察，連邦法廷などがあります．

てから私はシカゴに隔離状態になり，日本の友人やシカゴ

米国は，今までに奴隷問題，南北戦争，大恐慌，2 度の

会注 1) の皆さんに米国の情勢を「シカゴだより」としてお世界大戦と人種差別問題や朝鮮戦争，ベトナム戦争，アフ

知らせしています．最近 170 号になり多くの方から好評な

ガン戦争などの局地戦争を経験し，更に世界各国から多くことと医学物理学会誌編集委員長の長谷川智之先生からのの移民を受け入れています．そこで米国は多国籍民の集依頼で，「シカゴだより」の一部とその後の進展を医学物まった多国籍国家の様な状況も含んでいます．世界中のど理学会にも報告したいと思っています．

こかで二つの国の争いになると，米国には必ず両側の国の

米国は 1776 年にイギリスとの独立戦争に勝利し，イギ

出身者がいますので，「どちらに味方するのか？反対する

リス国王から独立したのですが，その当時米国は 13 の地のか？」は，客観的で公平な評価に基づいて判断され，勝域からなるイギリスの植民地でした．13 の地域の代表者

手な身びいきや偏見は許されないのです．そこで「民主主達は，激しい議論の後に憲法を作り，「法の基には皆が平義に基づくアメリカの強い正義感」が育てられ，アメリカ

等で法に従う」事を約束し，国王のいない「誰も法の上にの実験が成功すれば，世界平和への鍵となる可能性がありいない自由な連合国家」とし，アメリカ合衆国（United

ます．一方，自由を旗印にしているため，個々の多国籍出States of America）と呼ぶことを決めたのです．これが近身者の考え方は広範にわたり，保守的思想から革新勢力

代における世界最初の民主主義国家の始まりです．そこでや，極端な右翼暴力肯定から暴力否定まで信じられないほ

米国のやっているのはアメリカの実験（American Experi-

ど多種類の考え方が混在しています．この「自由な思想や

ment) と呼ばれています．最近でも，前の選挙で「トラン発想が許されていることは，良い場合もあり，大きな問題」

注 1） シカゴ会は私がシカゴ大学で現職の間（1969〜2009 年）に，研究員や訪問者としてカート・ロスマン放射線画像研究所を短期訪問，あるいは長期滞在された方々とその友人などからなる親睦会で，日本放射線技術学会の春季大会や秋季大会の折には懇親会が開かれています．

48

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)となる場合もあります．また国王のような絶対権力者がいを変えなければ，外部から強制することはできないのでないため，民主的な解決を図るのは極めて困難な場合が多す．更に，大統領の毎日のウソと偽情報があまりに日常的

いと思います．しかし，そのために「困難な問題に対するになっているため，多くの一般の方や一部の共和党議員は回答を探す努力は，多くの教訓となり民主主義を成長させ「平気で嘘や偽情報を公言する」ようになっています．

る」可能性があります．

選挙結果は各州で集計され次々に公表され，代表選挙人

トランプは 2016 年の大統領選挙で，大方の予測に反し数ではバイデン 306 票，トランプ 232 票となり，バイデンてヒラリー・クリントンを破って当選したのですが，本人の当選は明らかになったのです．なお，直接投票人数ではも当選するとは思っていなかったようです．選挙にはロシ

バイデン 8,100 万票，トランプ 7,400 万票でした．しかしアの選挙妨害がありトランプとの関係は疑われていたのでトランプは「選挙に不正やインチキがあった」と各州裁判すが，議会の特別捜査では「トランプとロシアの共謀によ

所に 60 件も訴訟したのですが，いずれも証拠不十分で却る選挙違反」の明確な証拠が見つからず有耶無耶になって下されています．最高裁判所まで進んだケースもあったのいます．その理由の一つは「現職大統領の犯罪の捜査は極ですが，審議されずに指し戻し否定されています．これら

めて困難」だからです．しかし，トランプの周囲には多数の訴訟では「トランプの弁護士達が法廷でウソをついていの選挙違反や虚偽証言などで多数の犯罪者が逮捕・投獄さた」とのことで，現在弁護士剥奪の訴訟が出ています．それていましたが，多くの方はトランプの恩赦で自由の身にの後ミシガン州，ペンシルバニア州，ジョージア州での州なっています．そこで「トランプとロシアの共謀事件」の議会による選挙結果の承認の過程で，トランプは共和党員

捜査はまだ終了していないと思われます．

に圧力をかけ選挙結果を修正・変更するよう試みたのです2020 年 11 月 6 日の大統領選挙では，選挙の始まる前かが，マスコミが早めにすべて報道したため，この不正悪事

らトランプは「選挙には違反や不正がありインチキだ，結は実現しませんでした．ジョージア州では州長官に 1 時間

果は自分の大勝利だ」と大ウソをついていました．選挙後もの電話で選挙結果を変えるよう脅迫したのですが，州長にも更に大声で，「自分が勝った，勝った，勝った」と叫び，

官は電話記録を公表しトランプに従わないことを明らかに

インターネットにも繰り返しウソの情報を流し続けたのでしています．州長官や選挙担当者は共和党員ですが，トラ

す．恐ろしいことに多くの共和党員はこのウソを信じていンプの指令に従わない正義感の強い方もいるのは明らかでるのです．今でも共和党の約 70％はトランプを信じていす．最近，今度の選挙でジョージア州検事に当選した黒人ます．しかし上述のように米国は自由の国であるため，「ウ

女性のファニ・ワラスは意志の強い聡明な検事ですが，トソを信じる人達を容易に否定し消去することができない」

ランプの選挙違反を検挙・訴追すると明言しています．更のです．そのうちに本人がウソだと気がついて自分で考えに，トランプは米国司法省の臨時長官や高官に「各州の選49医学物理 第 41 巻 第 1 号

挙結果を無効宣言する」よう要求したのですが，「高官達負傷しました．現在多数の暴徒は逮捕され，更に事前に暴は反対し，もし強行するなら全員辞職する」と迫ったため

挙を扇動計画した可能性があるため重罪追及の犯罪捜査はにトランプは諦めたそうです．司法省の「キャリア組」と拡大しています．

呼ばれる高官達の強い正義感がトランプに正面から立ちはだかったのです．

トランプによる選挙結果を否定する大嘘から国会議事堂
への暴動扇動までの一連の行為は，「民主主義を破壊し独

選挙結果の米国上院下院による合同会議での最終確認の裁制へ移行するためのトランプのクーデターの失敗」とみ儀式は 2021 年 1 月 6 日に予定されていました．この会議

なされています．議会ではトランプの責任を追及し弾劾裁の議長はペンス副大統領です．そこでトランプは「ペンス判が始まり，下院は賛成多数で弾劾を可決したのですが，が副議長として選挙結果を承認しない」よう強く要求した

上院では多数の共和党員の阻止で否決されています．こののです．ペンスは「自分の役割は儀式的な議長なので，そ

結果は，多くの共和党員は「未だにトランプを恐れて」ト

れはできない」と否定し続けていたそうです．そのためト

ランプ支持を表明しているからです．このグループは「民ランプとペンスの仲は冷たくなっていたそうです．1 月 6

主主義はどうでも良いトランプ・カルト」と呼ばれていま日には，ホワイトハウス横の広場でトランプは数千人の仲す．しかしトランプに反対する従来からの保守的な共和党間と「選挙結果は詐欺で不正があった，自分が当選した，

員は民主主義を支援しています．そこで共和党は大きく内民主主義を守るために議会を激しく攻撃する．自分も行進部分裂していますが，今後「党分裂するのか，どのようにする」と扇動したのです．その後，白人至上主義者，プラ

変化するのか」明確ではありません．このことから米国に

ウド・ボーイズ，ナチ信奉者，Q アノンなどの極右翼暴力

は民主主義を信じていない方が約 30% もいることになり，団からなる暴徒は，議会周囲の少数の警備警官の隊列を暴不思議な感じがします．逆に言うと米国の民主主義を守っ力で粉砕し，「国民の家と呼ばれる神聖な議会」に突入しているのは約 70% の米国民ということになります．「民主たのです．一方，国会議員達は大統領選挙結果の最終確認

主義は壊れやすい」と言われていますが，今回の米国でのの会議が始まっていましたが，暴徒が突入するとの報に議経験はまさにその実例の一つだと思います．実際に民主主会内の安全な場所に退避誘導されたのです．しかし，その義が破壊された例は沢山あります．第 2 次世界大戦前のド退避のタイミングは暴徒侵入のすれすれだったそうです．

イツ・ヒットラーのナチ，日本の軍事政権などは人間の歴

暴徒たちは「ペンスを吊るし首にしろ」，更に下院議長の史の中での悲劇の例だと思います．2020 年の米国大統領「ナンシーはどこだ」と叫んでいたのが TV 実況中継されて選挙の結果から「アメリカの実験は継続する」ことが明らいました．トランプはこの TV 中継を眺めて満足していたかですが，今後「民主主義を守るのは誰か，民主主義をどそうです．しかし，憲法の下で国民を守るはずの大統領とうやって守るのか」は明らかではありません．

して「何故この暴徒に止めろ」といわなかったのが問題視されています．この暴挙で 4 名の方が死亡し多数の警官がRPT 誌編集委員長
土井邦雄 1, 2
1
シカゴ大学
2
群馬県立県民健康科学大学
Editor-in-Chief, Radiological Physics and Technology
Kunio DOI1, 2
1
The University of Chicago
2
Gunma Prefectural College of Health Sciences* E-mail: k-doi@uchicago.edu

50（2021 年 2 月 28 日記

土井邦雄 *）

Jpn. J. Med. Phys. Vol. 32 No. 1: 51–51 (2012)

編

集

後

記

J-STAGE 電子版をメインとする発行になってから 3 年経ちました．大改革でしたが電子化のメ
リットを享受できるぐらいには一段落し，編集委員会では記事の充実と RPT 誌の IF 取得支援に力を注いでおります．本号では，技術報告 1 編のほか，解説記事 4 編，論文紹介 1 編，大会開催報告
1 編，施設紹介 1 編，そして新企画のコラム記事をお届けいたします．
教育委員会企画連載では，遠藤真広先生による重粒子線治療装置に関わる解説が第 4 部で最終回を迎えました．本誌のみに留めてはならない貴重な学術的資料であり，国際的に情報発信する道を拓こうとしているところでございます．また，本号から始める QA/QC 委員会企画としまして，骨転移 SBRT の QA をテーマとした解説を中島祐二朗先生と伊藤慶先生に共著でご執筆いただきました．さらに，計測委員会企画も始まり，新しい SI 単位系をテーマとした解説記事を齋藤則生先生にご執筆いただきました．これからも各委員会との連携により企画を進めて参ります．
学術大会開催報告は，コロナで Web 開催となった第 119 回です．Web 開催は前例があり私はその際のプログラム委員長でしたが，有村大会長のつぶやきは関係者の苦労を忘れさせるインパクトがあるかのようです．施設紹介はリニューアルしてから 4 編目となり，今回は近畿大学の紹介となります．
RPT 誌の IF 取得支援としては，前号から再開したレビュー論文紹介記事を本号でも掲載することができました．Medline に登録される英文アブストラクトからたどれる学会ホームページを通して非会員でも read only の pdf を利用できる仕組みも設けました．また，「RPT 誌に英語論文を投稿しよう！」というシリーズタイトルにて RPT 誌の発展を目指す新たな連載解説記事の掲載も始めました．いずれも，JSRT 誌と連携した合同掲載となります．さらに，シカゴ在住の土井委員長による連載コラムが始まります．コロナや大統領選はアメリカのみならず国際社会に大きな影響を与えていますが，それは世の中の移り変わりを映す 1 つの鏡でしかなく，英文学術雑誌の在り方さらには科学というものも大きな変化を迎えているかもしれません．日本に住んであふれる情報に接しているだけではわからない何かを端々から感じ取っていただければ幸いです．
最後になりましたが，ご執筆いただいた先生方，企画にご尽力いただいた先生方，ならびに会員の皆様のご支援ご協力に改めて感謝申し上げます．
（編集委員長 長谷川智之）

Japanese Journal of Medical Physics

医

学

物

理

Editorial Board
T. Hasegawa (Chief)
Y. Anetai
F. ArakiT. Isobe
N. Kanematsu
R. Kohno
M. SakaiS. SatoS. Sugimoto
Y. Takahashi
A. Nohtomi
M. Hashimoto
T. Fujisaki
T. Magome
N. Matsufuji
S. Minohara
Y. Mori
H. Watabe
T. Yamada

編集委員長
長谷川智之（北里大学）
編集委員
姉帯 優介（関西医科大学）
荒木不次男（熊本大学）
磯辺 智範（筑波大学）
兼松 伸幸（放射線医学総合研究所）
河野 良介（放射線医学総合研究所）
境麻未（倉敷中央病院）
佐藤 清香（エレクタ（株））
杉本
聡（順天堂大学）
高橋豊（大阪大学）
納冨 昭弘（九州大学）
橋本 成世（北里大学）
藤崎 達也（茨城県立医療大学）
馬込 大貴（駒澤大学）
松藤 成弘（放射線医学総合研究所）
蓑原 伸一（神奈川県立がんセンター）
森 祐太郎（筑波大学）
渡部 浩司（東北大学）
山田 崇裕（近畿大学）

JSMP Secretariat:
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Yamabukicho, Shinjuku-ku, Tokyo 162–0801, Japan
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ISSN: 1345–5354

ISSN: 1345–5354

Japanese Journal of Medical Physics [JJMP] is publishedfour times per annual volume by the Japan Society of
Medical Physics.

本誌は年 1 巻とし，1 号，2 号，3 号及び 4 号として発行します．

JJMP is indexed in Index Medicus and MEDLINE on the
MEDLARS system.

本誌の研究論文，資料，特集のレポート等は MEDLINE
で検索できます．

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Jpn. J. Med. Phys. Vol. 41 No. 1 (2021)

賛

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会

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タ

株

式

会

社

東 洋 メ デ ィ ッ ク 株 式 会 社

株

式

会

社

応

用

技

研

長 瀬 ラ ン ダ ウ ア 株 式 会 社

加速器エンジニアリング株式会社

株

住 友 重 機 械 工 業 株 式 会 社

ユーロメディテック株式会社

株 式 会 社 千 代 田 テ ク ノ ル

公益社団法人

株 式 会 社 通 商 産 業 研 究 社

式

会

社

日

立

製

作

所

日本生体医工学会

Japanese Journal of Medical Physics
目

次

技術報告
光・放射線照射野の検証と Winston-Lutz 試験を統合した水平性と鉛直性を含む
室内レーザのアライメントを評価するシステムの開発
清水秀年，村澤 哲，奥平訓康，青山貴洋，穴井重男，西谷数春，北川智基，佐々木浩二

1〈連載：教育委員会企画〉
解説
重粒子線治療装置 HIMAC の建設とそのもたらしたもの―医学物理学の観点から―
第 4 部．臨床研究の概要と今後の展望
遠藤真広 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10〈連載：QA/QC 委員会企画〉
解説
骨転移 SBRT の QA
中島祐二朗，伊藤慶 .....................................................................................

22〈連載：計測委員会企画〉
解説
国際単位系 (SI) の定義改定と放射線関連量
齋藤則生 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27〈連載：RPT 誌特集〉
解説Radiological Physics and Technology (RPT) 誌に英語論文を投稿しよう！
(1) 初期推敲と最終推敲の学会による著者支援
土井邦雄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
論文紹介
最近の RPT 誌レビュー論文から：チェレンコフ光閾値以下の放射線照射による水の発光現象の発見
山本誠一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

大会開催報告第 119 回日本医学物理学会学術大会報告―Web 大会長のつぶやき―
有村秀孝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

施設紹介
近畿大学大学院医学研究科基礎医学系医学物理学専攻・
近畿大学病院がんセンター放射線治療部医学物理室の紹介
田村 命，門前 一，松本賢治，大塚正和，花岡宏平，浅井義行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44〈連載：シカゴ通信〉
コ ラ ム
アメリカの実験―民主主義をどうやって守るのか？― . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

編集後記 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

34【複写される方へ】
本誌に掲載された著作物を複写したい方は，（社）日本複写権センターと包括複写許諾契約を締結されている企業の方でない限り，著作権者から複写権等の行使の委託を受けている次の団体から許諾を受けて下さい．
〒 107-0052 東京都港区赤坂 9-6-41 乃木坂ビル 3 階 一般社団法人 学術著作権協会

FAX: 03-3475-5619 E-mail: info@jaacc.jp
著作物の転載・翻訳のような，複写以外の許諾は，直接本会へご連絡下さい．

医学物理

第41巻

第1号

令和 3 年 3 月 31 日発行 公益社団法人 日本医学物理学会 東京都新宿区山吹町358-5
平成 2 年 6 月 11 日第 4 種郵便物認可

定価 2,000円（株）国際文献社内