Departmental Bulletin Paper ゲル線量計用光学 CT 装置の試作 -ゲル線量計による吸収線量の三次元的評価の検討-
Optical CT for polymer gel dosimetry: three-dimensional measurement of absorbed dose using a polymer gel dosimeter

中山, 和也  ,  小林, 長功  ,  和田, 拓也  ,  武村, 哲浩

41 ( 1 )  , pp.137 - 142 , 2017-08-08 , Wellness and Health Care Society , ウェルネス・ヘルスケア学会
放射線の照射量を3次元的に測定することを目指し、ゲル線量計用の光CTの試作を行った。ゲル線量計は、放射線を吸収した部分が白濁化する性質を持っており、吸収線量が多いほど、より濃く白濁化する。白濁化の範囲と量が分かれば吸収線量を三次元的に推定できる。そこで、本研究でゲル線量計の白濁化の範囲と量を測定するための安価な光学 CT 装置を試作した。試作した光学 CT 装置は、試料を回転させる駆動系、試料を撮影するための光源とカメラ、これらを制御するシングルボードコンピュータなどで構成されている。本装置では、ゲルを封入した試料を 1.8 度刻みで回転させながら(200 枚)撮影し、データを SD カードに保存する。さらに Filtered Back Projection 法を用いて撮影した画像から断層像を得ることができる。照射線量の異なる試料の断層像を比較したところ、線量による白濁化の量が異なることが確認できた。試作した装置は異なる大きさの試料にも対応させるために分解可能な構造である。しかしながら、試料の回転軸と撮影画像の中心との位置合わせがその都度必要になるなど問題点も見つかった。問題点はあるが、試作した光学 CT は比較的安価であり、ネットワーク経由で装置の制御及びデータの取得可能であるなど有益な装置が試作できたと考える。
We have fabricated and evaluated a prototype optical CT for a polymer gel dosimeter that measures the amount of irradiation of radiation in three dimensions. The unirradiated gel was virtually transparent, but became increasingly opaque (milky white) with irradiation dose as the number density of scattering microparticles increased. The absorbed dose could be estimated in three dimensions by quantifying the opaque region. Here, we discuss basic characterization and performance studies of the prototype optical CT scanning system for polymer gel dosimetry. The prototype optical CT consists of a drive system that rotates the gel sample, a USB camera, and a single-board computer that controls these devices. The gel sample is rotated 1.8° per step. The single-board computer takes a picture (projection image) of the sample at every step using the USB camera. A micro-SD card can record all projection images. Tomographic images (2D maps of optical attenuation coefficients) can be obtained from the projection images using the filtered back projection. It was confirmed that the pixel value of the tomographic image depends on quantity of radiation. Each part of the prototype optical CT can be removed to measure samples of various sizes. However, adjustment of the sample and the USB camera position are important problems to be resolved in future studies.

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