自家製口腔ファントムを用いた模擬頭頸部放射線治療における散乱放射線の線量測定

Dosimetric measurement of scattered radiation for simulated head and neck radiotherapy with homemade oral phantom.

• Kuei-Liang Li
• Jao-Perng Lin
• Yi-Ching Chen
• Chia-Chun Lu

抄録

頭頸部腫瘍に対する放射線治療の際には、口腔内や頬部は必然的に高エネルギー放射線にさらされることになるため、歯の材料表面や原子番号の高い歯科修復物、合金製の補綴物などでは後方散乱電子が発生し、これらの材料に隣接する頬粘膜が局所的に高線量増強を受けることになり、主に副作用や口腔粘膜炎を引き起こすことになる。本研究では、成人の口腔内の大きさに基づいて、アクリル樹脂を用いて、3本の臼歯を配置するための左右2本の溝を有する口腔ファントムを作成することを目的としました。さらに、内頬と歯の側面との距離を0から5"Zs_200A"mmまで1"Zs_200A"mmごとに正確に調整することができた。これにより、頭頸部放射線治療時の頬粘膜の線量が向上し、異なる深さ（0～5"Zs_200A"mm）での放射線量の分布測定が容易になり、実現可能となった。一方、本研究では、頬粘膜内の吸収線量を測定するために、厚さ0.3"Zs_200A"mmのフィルム型光刺激発光線量計を採用し、放射線治療による線量干渉を低減させた。本研究では、ファントムの左側に位置する実在の臼歯3本を一列に固定し、6"Zs_200A"MV光子と強度変調放射線治療(IMRT)を用いて口腔癌の治療とシミュレーションを行い、臼歯の後方散乱線量の減衰をアップビーム方向に0～5"Zs_200A"mmで測定しました。その結果、3"Zs_200A"mmごとに、ファントムは後方散乱線量の増大を3%以下に減衰させていた。また、一方向の照射量の増大は、IMRT７電界処理による場合の２倍の増大を示した。これらの測定結果は、これまでの研究結果と一致していた。

During radiotherapy for head and neck tumours, the oral cavity and cheek area would be inevitably exposed to high energy radiation; thus, the material surface of the teeth, dental restorations with high atomic number, or alloy prosthodontics would generate backscatter electrons that cause the buccal mucosa adjacent to these materials to receive localized high dose enhancement, which primarily leads to side effects or oral mucositis. Based on the size of the adult oral cavity, this study aimed to use acrylic resin to create an oral phantom with two grooves on the left and right sides for placement of three molars. Moreover, the distance between the inner cheek and the side surface of the teeth could be accurately adjusted every 1 mm from 0 to 5 mm. This enhanced the dose in the buccal mucosa during head and neck radiotherapy and made the distribution measurement of the radiation dose simple and feasible at different depths (0-5 mm). Meanwhile, the study employed the film type optically stimulated luminescent dosimeter with a thickness of 0.3 mm to measure the absorbed dose inside the buccal mucosa to reduce the dose interference from radiotherapy. The study fixed three real molars in a row located at the left side of the phantom and employed 6 MV photons and intensity-modulated radiotherapy (IMRT) to treat and simulate oral cancer and measure the attenuation of the molar's backscatter dose from 0 to 5 mm in an up beam direction. The result showed that, in every 3 mm, the phantom had attenuated the enhancement of backscatter dose <3%. The irradiation dose enhancement in a single direction was twice higher than that through IMRT 7 field treatment. These measurement results were consistent with the results of previous studies.