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BABYSCANの開発について - 技術面より
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BABYSCANの開発について - 技術面より

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2013.06.29 第二回福島研ホールボディカウンター研究会 特別講演

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BABYSCANの開発について - 技術面より BABYSCANの開発について - 技術面より Presentation Transcript

  • BABYSCAN - 技術面から 東京大学 早野龍五 hayano 2013.6.29 第2回福島県WBC研究会
  • 導入機関or設置場所 (実施主体 同上は省略) FASTSCAN 33台 ACCUSCAN 1台 安西メディカル 2台 富士電機(新) 3台 富士電機(旧) 1台 日立アロカ 2台 ATOMTEX 5台 (赤枠はBOMAB校正済み 校正予定も含む) ときわ会 常磐病院 相馬中央病院 (相馬市1) 中野病院 (伊達市1) 梁川病院 (伊達市2) 南相馬市立病院 (福島県) 福島県労働保健 センター 市民放射能 測定所 やすらぎ園 (桑折町) 福島県立 医科大学 バス (福島県1) バス (福島県2) バス (福島県3) バス (福島県4) バス (福島県5) バス (福島県6) 南相馬市立病院 (南相馬市1) 福島県労働保健 センター1 岩瀬公立病院 バス NPO法人 TEAM二本松 サードパーティ サードパーティ 除染作業者 (環境省) 仮設津島診療所 (浪江町) 常葉公民館 (田村市) 馬場医院 (広野町)ひらた中央病院 1 ひらた中央病院 2 磐城共立病院 (いわき市1) いわき市保健所 いわき市2 福島県労働保健 センター2 南相馬市立病院 (南相馬市2) 川俣済生会病院 (川俣町) 旧二本松保健所 (二本松市) バス (福島県7) あいコープふくしま 本部 郡山保健所 (郡山市1) えぽか (本宮市) バス (福島市1) 福島赤十字病院 (福島市2) あづま脳神経外 科病院(飯舘村) 市民放射能 測定所 ※会津若松市、双葉町に ウクライナ製WBCあり 除染作業者 (環境省) 公立小野綜合病院 (小野町) 郡山保健所 (郡山市2) 郡山保健所 (郡山市3) 公立相馬病院 (相馬市2) 渡辺病院 (南相馬市3) 47台 福島県内にはすでに約50台のWBCが. この状況で更に幼児用が必要か?
  • ‣ 現存のWBCは大人用. 幼児測定に不向き だが ‣ 幼児が内部被ばくしていて保護者がしていない状況は 考えられない → 実は保護者を測れば十分 ‣ しかし 「この子を測って下さい」という声が根強い
  • 0 30.0 60.0 90.0 120.0 検出効率 70cm 80cm 90cm 100cm 110cm 120cm 130cm 140cm 150cm 70cm子供 30cm台 110cm子供 20cm台 120cm子供 12cm台 130cm子供 FASTSCAN: 身長150-190ぐらいの範囲で 15%程度の精度
  • Nov 28, 2011, キャンベラ社資料より FASTSCANで子供を測る - 踏み台/チャイルドシート使用 身長90cm, 踏み台27cm 身長65cm, チャイルドシート 検出効率は大人に対して 10%程度 ガンマ線エネルギー
  • 1∼2歳児をチャイルドシートに乗せる実験 2012年4月頃 ご協力いただいた ひらたの被検者 年齢 性別 体重 kg 身長 cm 2 女 10.5 83 2 男 14.0 91 1 男 10.7 78 2 女 12.4 84 2 女 11.2 83
  • 0 20 0 0 0 0 0 0 0 体重Hk 幼児の体内の40Kが見えるか? 統計的には Yes, 個々人では No Ê Ê Ê Ê Ê Ê Ê Ê Ê 5 10 15 20 0 500 1000 1500 2000 101cm 50cm 体重 K-40 Bq/body 予想された 1σのライン FastScanでK40がNDになる領域 横向きに座ってもらうと (半身の)測定器との距離が近くなるので 検出効率が上がる
  • Fastscanの検出下限は 大人も子供も 250 300Bqぐらい これは素晴らしい点*でもあるが, 問題でもある 何故か? * 身長・体重の補正をせずにだいたいの内部被ばく量が求められる
  • <1歳 1 3歳 3 8歳 8 13歳 13 18歳 成人 実効線量 mSv 0.10 0.07 0.04 0.02 0.01 0.01 摂取量 Bq/日 13 16 10 6 3 2 WBCで300Bqだった人の内部被ばく線量と一日のセシウム摂取量推定 (137Csのみの計算) 大人と幼児を同じ検出下限で測定する(無)意味
  • 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 10Bqê日 食べ始めてからの日数 Bqêbody 3ヶ月 1歳 5歳 10歳 15歳 成人 10Bq/日 セシウムを食べ続けた大人と幼児 大人は FASTSCAN で楽々検出 幼児は検出限界未満で不検出 検出下限 これが生じる理由は生物学的半減期の違い
  • ‣Baby WBCは大人用よりも検出下限を下げる必要あり ‣そのために 1. 遮蔽は手抜きしない 2. 「検出器の立体角」を増やす 3. 測定時間を延ばす(時間4倍で検出下限 ∼1/2) ただし,その間「立体角が変化しない」ように じっとしていてもらわないと困る
  • 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 20 40 60 80 100 120 エネルギー HkeVL カウント ゲタ - バックグラウンド - を減らす(遮蔽の強化) ① ② 信号を増やす(検出効率 - 立体角の増加) ③ゆらぎを減らす(測定時間を延ばす) より良い測定のために何が必要か
  • ① バックグラウンド
  • FASTSCANのバックグラウンドの原因は何か? ↓ 実測スペクトル(リニア表示) 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 200 400 600 800 1000 エネルギー H keVL カウント 20分測定バックグラウンド 40K 陽電子消滅 ↓ 主として208Tl (2.6 MeV)起源 ↓
  • FastScan ( ) 10cm 2.2m 1.5m 0.5m Simula*on1.!FASTSCANのバックグラウンドをシミュレート NaI
  • 3 (i)FastScan γ (ii)FastScan γ 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 200 400 600 800 1000 エネルギー H keVL カウント 鉄を抜けてNaIに 入ったガンマ線 開口部に前から入った208Tlのガ ンマ線が後ろの鉄で対生成→陽 電子消滅
  • h Entries 7127712 Mean 0.7705 RMS 0.6492 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 10000 20000 30000 40000 50000 h Entries 7127712 Mean 0.7705 RMS 0.6492 h 10cm 0 15cm 40K 208Tl 遮蔽10cm→15cmで改善 注意:開口部の寄与
  • ② 検出効率 ③ 測定時間
  • 床の遮蔽を15cmにするのに加え NaI 2本→4本 時間2分→4分(寝て測定) FASTSCAN 大人の検出効率    約 0.7% BABYSCAN 1∼5歳児の検出効率  4 5%
  • 1歳児,5歳児の数値シミュレーションには 米国オークリッジ国立研究所の 「数値ファントム」を使用 x AT 2 % y BT 2 #1 and 0 # z # CT . ented as erect with the position z-axis directed upward toward the head. The o the phantom's left (the reader's right in Fig. A-1), and the y-axis is directed side of the phantom. The origin is taken at the center of the base of the trunk om. nsions (in centimeters) are given to two decimal places. The use of two decimal ply that the average dimensions in some human population are known to such e is for convenience in designing the organs with correct volumes and spatial , exclusive of the female breasts, is represented by a solid elliptical cylinder lues of A , B , and C for each phantom are given in the table below.T T T Phantom (cm ) (g) Length (cm) Volume Mass 3A B CT T T Newborn 6.35 4.90 21.60 2,110 2,100 Age 1 8.80 6.50 30.70 5,520 5,530 Age 5 11.45 7.50 40.80 11,000 11,000 Age 10 13.90 8.40 50.80 18,600 18,700 15-AF 17.25 9.80 63.10 33,500 34,500 Adult male 20.00 10.00 70.00 44,000 44,800 例えば胴体はこんな楕円筒で表されている 新生児から大人まで6種類 http://ordose.ornl.gov/resources/phantom.html
  • Default*posi'on*:*1*y.o.*Phantom 75.4cm 25.7cm+2.54cm 10cm 11cmNaI NaI1inch 660keV4.35+R0.05 1歳児 5歳児 横から 下から NaI NaI NaI NaI NaI NaI NaI NaI
  • Ê Ê Ê Ê Ê ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ 0 2 4 6 8 0 1 2 3 4 5 6 体の左右方向へのずれ HcmL 検出効率(%) NaI1inch 4.35+R0.05 10cm程度なら動いてもOK ↑ 15% ↓ Ê 1歳児 ‡ 5歳児FASTSCAN 大人の検出効率
  • Ê Ê Ê Ê Ê Ê Ê Ê Ê ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ -20 -10 0 10 20 30 40 0 1 2 3 4 5 6 体の頭足方向へのずれ HcmL 検出効率(%) + Ê 1歳児 ‡ 5歳児 10cm程度なら動いてもOK FASTSCAN 大人の検出効率
  • Ê Ê Ê Ê Ê Ê ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 6 体を検出器に近づける HcmL 検出効率(%) Ê 1歳児 ‡ 5歳児 高さ方向に強い依存性 FASTSCAN 大人の検出効率
  • 横向きの場合も 距離のコントロールが重要
  • ドイツ人が作り, ベラルーシで使っている 赤ちゃん用WBC 寝て測定 (お母さんの顔が見えて安心) ただしこのままだと上側に遮蔽が 無いので,精密測定は無理. ドイツ ユーリッヒ研究所 P. Hill氏
  • ↑ 大人用のを寝かせて約半分に切れば 技術的要件は満たせる? ここに赤ちゃんを寝かせて 検出器の下に移動 放射線検出器 out in お母さんと赤ちゃんの アイコンタクトが (辛うじて)可能 対応する遮蔽体 対応する遮蔽体 キャンベラ社内で検討されていた案
  • ‣ 技術的には,大人用を半分に切って寝かせれば, 幼児の内部被ばくの精密測定は可能 ‣ お母さんに安心を与え, ‣ 子供が圧迫感や不安感を抱かないデザイン ‣ お母さんの顔が見えることと,遮蔽の両立
  • というわけで 山中先生の出番です
  • 02/13 早野&キャンベラ(多田)@ 福島県庁 立ち話 02/13 山中先生をリクルート 03/06 第一回 (with 百瀬さん&栗原さん) 03/19 第二回 (with Bronson) 04/13 ひらたWBC見学会 04/26 記者発表 05/16 第三回 1/10モックアップ with Bronson 06/21 第四回 遮蔽体検討(ほぼ)終了 06/29 ← 今日 ここ (超私的メモ)