Jpn。J.Med.Phys, 放射線医学物理 第16巻 第1号(1996)

外部放射線治療装置のQA

千代田テクノル 医療機器統括部　 都 丸 禎 三

QA of external radiation therapy equipment

Teizo Tomaru

Chiyoda Technol

Risearch code : 600.9

Key words : external radiation therapy, QA, dose delivery

Quality assurance (QA) in radiation therapy includes those procedures that ensure a consistent

and safe fulfillment of the dose prescription to target volume, with minimal dose to normal tissues

and minimal exposure to personnel. A comprehensive QA program is necessary because of the im-

portance of accuracy in dose delivery in radiation therapy.

QA protocol for radiotherapy equipment of JASTRO is compared with that of AAPM.

Tolerance values related with isocenter of AAPM is hard than that of JASTRO

It is advisable to do several tests daily, including the accuracy of the optical distance in-

dicator, alignment of sidelight and check of 10 x 10cm. Pencil marks on the wall and floor can

be used to check light alignment. Film is useful for testing the flatness/symmetry, and congruence

of radiation and light field. Mechanical aligment is fundamentally important for performance of

teletherapy unit. As a constancy check of the overall system, the split -field test is recommended

due to its rapid and simple execution.

1.緒 論

外部放射線治療 装置のQAの 目的は、治療

装置の受け入れ試験および治療開始 に先立ち取

得 された臨床 に必要 なデ ータ(COmmiSSiOning

test)の精度を維持 し、放射線治療計画による3

次元線量分布を許容誤差以内で保証 し、放酎線

治療成績の向上に寄与するこ と、および多施設

による共同研究の ときのデータの質をそろえる

ことである。また、QAは 治療装置に関わる事

故を未然に防 ぐことも目的の1つ としている。

我 国におけ る外部放射線治療装置のQAプ

ロ グ ラム は 、1992年 日本 放 射 線 腫 瘍 学 会

(JASTRO)研 究調査委員会1)から、当学会、日

本放射線技術学会および日本放射線機器工業会

の協力の基に出版された。しかし、残念ながら

我国においては未だに実施の体制が整っていな

い。QAは チーム作業が多 く、その責任者には、

治療に薩接携わっているものではない別組織の

者がよい。欧米諸国2)においては、医学物理士

または放射線腫瘍物理士がこのQA責 任者に

なっているが、我国の医学物理士は人数も少な

い上に、100%の 者が治療に関与 していないの

で、全国の治療施設をまかなう人数がいない。

放射線医学物理学会としては早急にこれらの体

29

2.放 射線治療装置のQAの 必要性

近年、癌 は治すだけではな くその質quality

oflifeま たはqualityoftreatment、 すなわち、

QOLお よびQOTが 重 ん じられ るようにな っ

て きた。 この面か ら放射線治療 は機能を温存す

る優れた治療方法 と考える。 しか し、放射線治

療のためには、医師の臨床技術 を支える高精度

の治療装置お よびその関連機器が必要なことが

知 られている鉱鋤。

Table1お よび2は 放射線治療の成書によ く

引用され、多 くの放射線治療医が治療の参考に

しているRubin7・8)のデータであ る。放射線の効

果 と線量の関係は、一般には、シグモイ ド曲線

であることを念頭 に、二つの表を比較する と、

多 くの腫瘍の制御線量は正常組織の障害線量 と

の間にあまり差がない。そればか りか一部の重

要器官の耐用線量はほとん どの腫瘍の制御線量

より低いことが分かる。 これ らの腫瘍 を放射線

により制御す るためには、さらに高度の放射線

治療技術が必要 となる。

30

近年、欧米諸国で も、腫瘍 ターゲ ッ トに照射

野形状を合わせた3次 元多門照射 を行 う、con-

fomal放 射線治療技術が導入されつつあ る。

この治療の成功 のため には、機械的精度の裏

付けが要求される。NewYorkmemorial病 院

のFuks,Zら9)は 、confoma1治 療 に よるdose

escalationを 行 ってお り、この位置決め精度は

1mmと 発表 している。 このconformal治 療を

容易にす るために、アイソセンタ面において1

cm聞 隔の原体絞 りも開発、使用 されている。

放射線治療 お よびその関連機器のQAは 日常

の放射線治療 の物理 ・工学的精度を保証するた

めにさ らに重要にな りつつある.

3.許 容 誤 差

Table3に は 、 外 部 放 射 線 治 療 装 置 の た め の

JASTROi)とAAPM2)(AmericanAssociation

ofPhysicistsinMedicine)の 品 質 管 理 項 目 の

比 較 を 頻 度 別 に許 容 誤 差 と共 に示 した 。 個 々 の

パ ラ メ ー タ の 許 容 値 を 設 定 す る た め に は 、

quadraticsummation法 が 用 い られ て い る 。 こ

Jpn.J,Med.Phys. 放射線医学物理 第16巻 第1号(1996)

れらのパラメータ許容値は、国際的な同意が得

られてい る4)線量の全不確定度 を±5%お よび

全空間的不確定度を±5mmと することが可能

にするための ものである。 この許容誤差は、臨

床的にも受け入れ られ、幾何学的および機械的

な長 い検討により、技術的に も達成可能なもの

と考 えられている。

JASTROとAAPMの 許容値 を比較 すると、

先ず、電子線のモニタ線量計の校正および不変

性 で、JASTROの 許容値の方 が1%あ まい。

これは、JASTRO案 作成当時(1990年 頃)、加

32

速電子を約90度 偏 向させ る装置で電子線モニ

タの不安定な ものがあることを考慮 してこの処

置が施された。

モ ニ タ 線 量 計 の 直 線 性 に つ い て は 、

JASTROの 許容誤差 は線量でX線2%、 電子

線3%で あ るのに対 し、AAPMで はモニタ線

量計の許容値2%を 認めた上の1%の 相違で、

総合の許容値は2%よ り少々大 きくなる。その

外の線量関係では架台角依存性がJASTROの

許容値の方がAAPMよ り1%低 く見積 もって

いる。

Jpn。J、Med.Phys.

JASTROとAAPMと の許容値 の もう一 つ

の大きな相違は、アイソセンタに関する精度で

ある。JASTROで は2mmの 相違、直径では

4mmで あ るの に対 し、AAPMで は直径2

mmを 勧告 している。最近購入 される治療装置

ではAAMPの 勧告 を満足 しているが、1980

年代の装置ではアイソセソタに関与する誤差を

直径2mm以 内にはで きないであろう10)e

なお、始業点検 のモ ニタ線量計の不変性の

チ ェックは、基準線量計以外の精度の低い測定

器で行われることも考慮に入れて、その許容誤

差はモニタ線量計校正時 よ り1%低 くしてあ

る。

4.試 験頻度

この点検項 目は、始業、週毎、月毎および年

毎に分けて勧奨されている。 ここに示される点

検頻度および許容誤差は、先に述ぺた ように国

際的にも受け入れ られている値である。

表3の 外 部 放 射 線 治 療 装 置 の た め の

JASTROとAAPMの 比較 において許 容誤 差

欄の"一"は 、JASTROま たはAAPMに 含 ま

れていない点検項 目であ る。また、同項 目に記

載されているW、Mお よびAは 、その点検項

目が、それ ぞれ、JASTROま たはAAPMで

は週毎、月毎および年毎の点検 になっでいるこ

とを示す。

両者を比較 し、JASTROの 点検項 目には ド

アインタロック、視聴覚モニ タな どの安全性の

機能点検項 目が落ちてい る。 これ らの項 目は、

JASTROに おける点検項 目作成時 に、装置の

制御システムの点検項 目としてメーカから勧奨

されるもの として省かれて しまったが、必要な

点検項 目である。

始業点検には患者の位置決め精度に影響 をお

よぼす可能性のある放射線照射野 とレーザ指示

器、線量精度 を左右す るモニタ線量計の不変性

が含まれている.最 近では、この点検のための

放射線医学物理 第16巻 第1号(1996)

複数の点検 を短時間で実施できる機器 も市販 さ

れている。AAPMで は、 この他 に ドアインタ

ロックおよび視聴覚連絡機器の機能点検 を含め

ている。

JASTROで は、モニタシステムの校正 また

は線量の対称性について、週毎の点検を勧告 し

ているが、モニタシステムの校正については、

始業点検 が行われていれば、AAPMの 勧告 と

同様 にこれ らの点検は月毎に変更 して もよいで

あろう。 しか し、対称性 については、許容値以

上の差では、インタロックシステムが作動する

こと、またはモニタシステムの誤差が3%以 上

になることを確認 してか ら1ヶ 月点検 に変更 し

た方がよいであろう。

1ヶ 月点検には患者にお よぼす影響が始業点

検よ り少ない もの、例えば治療台 または変化が

小さい もの、例 えば光 と放射線照射野、ならび

にさらに精密な点検 を要するパラメータ、例え

ばビーム軸 を示す十字な どが含まれている。

AAPM2)で は、特別な理 由がない限 り表3の

点検プ ログラムを遵守 する ように勧告 してい

る。た とえば、受け入 れ試験 またはcommis-

sioni㎎ 試験の値 か ら著 しく逸脱す るパ ラメー

タについては、点検を高頻度 にしなければな ら

ない ことは当然であるが、逆の慎重かつ広域な

点検でもほ とんど変化がないパラメータの点検

頻度 を減少 させる ことも可能 である、 この場

合、長期 にわたるQAデ ータの評緬 は賢 明で

あるが、その期間については現在の情報では未

だ勧告 されていない。 この領域ではい くつかの

業績 も上げられている11」2)。

5.点 検方法

吸収線量の絶対値の評価は、本学会編集の

「放射線治療における高エネルギーX線 および

電子線の吸収線量の標準測定法」13)によるのが

望ましい。その他の項目についての標準的な点

検方法はJASTRO研 究調査委員会編の 「外部

33

放鮒線治療装置の保守管理 プログラム」1)に記

載されている。 このJASTROの 方法は、ほぼ

IECの 方法14)に一部修正を加えた ものである。

その外 に、WHO15)、 または欧米諸国の医学物

理学会16'17)から出版 されている書籍がある。 こ

こでは、簡単な方法 を2、3紹 介 しよう。

始業点検 には、モニタ線量計、および患者位

置決 め 用光 照射 野 お よび指 示器 の スポ ッ ト

チ ェックが推奨 されている。光指示器は、正 し

く照射された ときの位置 を壁、床な どに印を し

ておけば、光がこの印と一致 しているかを確認

することによ りいつで も簡単チ ェックできる。

また、モニタ線量計チ ェックのためのファソ ト

ム に10cmX10cm照 射野の端お よび中心 に印

をしていけばファン トムをセッ トするときに光

照射野および距離計 はチェックす ることができ

る。

放射線照射野の対称性 および平坦度、な らび

に光 と放射線照射野 との一致の点検 には、黒化

度測定の邪魔にな らない ところに十字マークを

ヒューズな どで印を付けた、フ ィルム法が簡単

であ る5・6)。フ ィルムは、高エネルギ ーX線 で

もエネルギ ー依存性 が観測 されるが、照射野

5cm×5cmの 基準深で作成 した校正曲線 を用い

て も、同一深部で測定される対称性 または平坦

度には影響が少ない。また、線量変化が急峻な

半影内から求める照射野幅にもその誤差は無視

で きる.こ れ らの測定を 目的 とした市販測定器

もある。

電子線の中心軸線量パ ラメータ(エ ネルギー

チ ェック)の 測定は、エネルギー毎に測定深部

を決めてお き、前 もって2mmの 誤差が線量誤

差で何%に な るか求めてお くとよい。なお、電

離量か ら吸収線量 への変換 は文献13を 参照 し

て頂 きたい。

回転照射の安定性 については、2次 電子平衡

厚以上のビル ドア ップキャップを施 した線量計

を用いて点検 して もよいであろ う5)。

34

アイソセン タの総合的な精度の点検はsplit

field法18)が簡便である。架台角を0度 、照射野

を10cm×10cmに 設定 する。適当な厚さの2枚

のアク リル板の間に遮光 したフ ィルム を挟ん

で、ビーム軸に対 して垂直なアイソセンタ面 に

このフ ィルムを置 く。5cm厚 程度の鉛 ブロッ

クで照射野の半分を覆い、X線 を照射する。架

台を180度 回転 し、先に照射 した照射野半分 を

鉛ブロックで覆いX線 を照射する。フィルムを

現像 し、10cm×10cmの 照射野 が得 られれば

正常であ る。 同様な点検を90-270度 方 向に

ついて も行 う。得 られた照射野が変形 している

ときには、焦点の変位、絞 りの非対称、架台 と

絞 りの回転軸が同一横断面上で一致 しない、架

台お よび絞 り回転軸 のあそびな どの原 因があ

る。原 因は他の方法で検索 しなければな らな

い。 このsplitfield法 についてはLutzら が発表

した専用の器具が市販されている。

6.ま とめ

放射線治療成績向上のために治療装置および

その関連機器のQAの 必要性を述べた。

日本放射線腫瘍学会編(JASTRO)の 外部放

射線 治療装置 のQAプ ログラム をAAPMの

QAと 比較 して示 した。AAPMの 許容値 には、

JASTROの 勧告値 よ り厳 しいものがあ り、 こ

の許容値 は最近導入された治療装置のみ しかク

リアできないであろう、

比較 的容易なQA点 検方法:始 業点検法、

フ ィルム法およびsplitfield法 を紹介 した。

文 献

1)日 本放射線腫瘍学会研究調査委員会編:外

部放射線治療装置の保守管理プログラム、

1992、通商産業研究社、東京

2) Kutcher, G. J., Coia, L., Gillin, M., et al :

Comprehensive QA for radiation oncology :

Report of AAPM Radiation Thera- py

Committee Task Group 40. Med Phys 21:

581 - 618, 1994

3) Herring, D. F. and Compton, D. M. J. :

The degree of precision required in the

radiation dose delivered in cancer radio-

therapy. Brit J Radiol, Special Report No.

5, Computers in Radiotherapy, 51-58,

1971

4) ICRU Report 24 : Determination of ab-

sorbed dose in patient irradiated by

beams of X or gamma rays in radio-

therapy procedure. ICRU, Washington,

D. C., 1976

5)都 丸禎三:外 部放射線 治療装置 の品質管

理。 日放腫会誌5:1-9,1993

6)都 丸禎三:放 射線 治療 システムにおける

QA、 線量分布。癌の臨床,41:625-631,

1995

7) Rubin,P. : Clinical Oncology, A multi-

disciplinary approach, 6th, 64, 1983

American Cancer Society, New York

8) Rubin, P. and Gasarett, G. : A direction

for clinical radiation pathology, The toler-

ance dose, Frontiers of radiation therapy

and oncology 6, Radiation effect and

tolerance, normal tissue, 1-16, 1972, S.

Kager AG, Basel and Univasity Park

Press, Baltimore

9) Fuks, Z. and Leibel, S.A. : Preliminary

results of dose escalation studies using 3D

conformal radiotherapy, Abstracts of In-

ternational Congress of Radiation On-

cology 1993 (ICRO' 93), 177, 1993, Kyoto

10)都 丸 禎 三,伊 藤 　 彬,内 田 勲:デ ィジ タ

　 　 ル 調 御LINAC　 Mevatron　 FD-2165のAc-

　 　 ceptance及 びCommissioning試 験 結 果 。

　 　 放 射 線 物 理,13:118-119,1993

11) Schultheiss, T. E., Boyer, A. L., Morton,

J. L., et al : Clibration frequency as deter-

mined by analysis of machine stability.

Med Phys, 16 : 84-87, 1989

12) Rozenfeld, M. and Jette, D. : Quality

assurance of radiation dosage: usefulness

of redundancy. Radiology, 150 : 241 —244,

1984

13)日 本医学放射線物理学会:放 射線治療にお

ける高エネルギーX線 お よび電子線の吸収

線量 の標準=測定法,1989,通 商産 業研究

社,東 京

14) IEC 976 & 977: Medical electron ac-

celerators in the range 1 MeV to 50 MeV

— Guidelines for functional performance

characteristics, 1989, International Com-

mission, Geneve

15) WHO : Quality assurance in radiotherapy,

World Health Organization, 1988, Geneve

16) AAPM Report No.13 : Physical aspects of

quality assurance in radiation therapy,

American Institute of Physics for

American Association of Physicists in

Medicine, 1984, New York

17) IPSM Report 54: Commissioning and

quality assurance of linear accelerators,

1988, The Institute of Physical Sciences

in Medicine

18) Lutz, W. R., Larsen, R. D., Bjarngard, B.

E. et al : Beam alignment tests for

therapy accelerators. Int J Radiat Oncol

Biol Phys, 7 : 1727 — 1731, 1981

35