特開 2024-163779 医療従事者の被曝量評価プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163779

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】医療従事者の被曝量評価プログラム

(51)【国際特許分類】

   G16H 20/40 20180101AFI20241115BHJP

【ＦＩ】

G16H20/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079656

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】能任 琢真

(72)【発明者】

【氏名】小迫 和明

【テーマコード（参考）】

5L099

【Ｆターム（参考）】

5L099AA00

(57)【要約】      （修正有）

【課題】医療従事者に負担をかけることなく放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価及び計画して医療従事者の被曝量を低減可能な医療従事者の被曝量評価プログラムを提供する。
【解決手段】被曝量評価処理は、放射線業務時の複数の場面における、評価対象空間の形状に関する情報と、評価対象空間内における、放射線源に関する情報、患者と手術台の位置及び向きに関する情報、遮蔽体の位置、材質及び大きさに関する情報及び医療従事者の位置に関する情報と、場面の継続時間に関する情報と、を入力データとして取得し、入力データを用いて、評価対象空間内に人及び物を配置した評価対象空間の計算モデルを複数の場面毎に作成し、場面毎の計算モデルを用いて、評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を複数の場面毎に計算し、計算した吸収線量を用いて、放射線業務時における医療従事者の被曝量を計算し、計算した情報を出力する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価する医療従事者の被曝量評価プログラムであって、
コンピュータに対して、
放射線業務時の複数の場面における、評価対象空間の形状に関する情報、評価対象空間内における放射線源に関する情報、評価対象空間内における患者と手術台の位置及び向きに関する情報、評価対象空間内における遮蔽体の位置、材質、及び大きさに関する情報、評価対象空間内における医療従事者の位置に関する情報、及び場面の継続時間に関する情報を入力データとして取得する取得処理と、
前記取得処理において取得した複数の場面毎の入力データを用いて、評価対象空間内に人及び物を配置した評価対象空間の計算モデルを複数の場面毎に作成する作成処理と、
前記作成処理によって作成された複数の場面毎の計算モデルを用いて、評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を複数の場面毎に計算する線量計算処理と、
前記線量計算処理において計算された場面毎の評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を用いて、放射線業務時における医療従事者の被曝量を計算する被曝量計算処理と、
前記被曝量計算処理において計算された医療従事者の被曝量に関する情報を出力する出力処理と、
を実行させる、医療従事者の被曝量評価プログラム。

【請求項2】

前記被曝量計算処理は、場面毎の評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量に各場面の継続時間を乗算することにより場面毎の医療従事者の被曝量を計算し、場面毎の被曝量の和を放射線業務時における医療従事者の累積被曝量として計算する処理を含む、請求項１に記載の医療従事者の被曝量評価プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価する医療従事者の被曝量評価プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、Ｘ線透視によって手術中にリアルタイムで患者の体内を観察することが可能となったこと等に伴い、患者の周囲にいる医療従事者の被曝量が多くなっている。全身又は部分的な被曝量が実効線量限度や等価線量限度を超えると、その医療従事者は放射線業務に従事することができなくなる。このため、医療従事者の被曝対策として、個人線量計を利用した被曝量の管理や、鉛エプロンや保護メガネ等の着用及び遮蔽体の設置等による被爆量の低減措置が行われている（特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６１－１１８６８０号公報

【特許文献2】特開昭５３－１４６０９８号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Tatsuhiko Sato，Yosuke Iwamoto，Shintaro Hashimoto，Tatsuhiko Ogawa，Takuya Furuta，Shin-ichiro Abe，Takeshi Kai，Pi-En Tsai，Norihiro Matsuda，Hiroshi Iwase，Nobuhiro Shigyo，Lembit Sihver and Koji Niita，Features of Particle and Heavy Ion Transport code System（PHITS） version 3.02，J. Nucl. Sci. Technol. 55(5-6), 684-690（2018）

【非特許文献2】T. Goorley，M. James，T. Booth，F. Brown，J. Bull，L. J. Cox，J. Durkee，J. Elson，M. Fensin，R. A. Forster，J. Hendricks，H. G. Hughes，R. Johns，B. Kiedrowski，R. Martz，S. Mashnik，G. McKinney，D. Pelowitz，R. Prael，J. Sweezy，L. Waters，T. Wilcox & T. Zukaitis（2012）Initial MCNP6 Release Overview，Nuclear Technology，180:3，298-315，DOI：10.13182/NT11-135

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、個人線量計を利用した被曝量の管理では、医療従事者が既に被曝した放射線量を管理することはできるが、これからの放射線業務で医療従事者が被曝する放射線量を計画することはできない。一方、鉛エプロン等の防護衣の着用はその重量のために医療従事者の負担になる。また、遮蔽体の設置では放射線源の位置や照射角度によっては医療従事者の被曝量を効果的に低減できない。このような背景から、医療従事者に負担をかけることなく放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価及び計画して医療従事者の被曝量を低減可能な技術の提供が期待されていた。

【0006】

なお、このような課題を解決するために、被曝量を評価するソフトウェアを利用することも考えられるが、従来のソフトウェアは、患者の正常な内臓や細胞等に対する被曝量を評価するためのものであり、医療従事者の被曝量を評価するためのものではない。また、従来のソフトウェアは、放射線の一次線による影響を評価している。一方で、医療従事者は、放射線源からの漏洩線と、患者、撮影台、遮蔽体、医療機器、室内の壁、他の医療従事者等からの散乱線とによって被爆を受け、患者と医療従事者とでは被曝量を評価する際に着目すべき放射線が異なる。このため、患者の被曝量に特化した従来のソフトウェアを単純に医療従事者用に転用することはできない。

【0007】

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、医療従事者に負担をかけることなく放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価及び計画して医療従事者の被曝量を低減可能な医療従事者の被曝量評価プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る医療従事者の被曝量評価プログラムは、放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価する医療従事者の被曝量評価プログラムであって、コンピュータに対して、放射線業務時の複数の場面における、評価対象空間の形状に関する情報、評価対象空間内における放射線源に関する情報、評価対象空間内における患者と手術台の位置及び向きに関する情報、評価対象空間内における遮蔽体の位置、材質、及び大きさに関する情報、評価対象空間内における医療従事者の位置に関する情報、及び場面の継続時間に関する情報を入力データとして取得する取得処理と、前記取得処理において取得した複数の場面毎の入力データを用いて、評価対象空間内に人及び物を配置した評価対象空間の計算モデルを複数の場面毎に作成する作成処理と、前記作成処理によって作成された複数の場面毎の計算モデルを用いて、評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を複数の場面毎に計算する線量計算処理と、前記線量計算処理において計算された場面毎の評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を用いて、放射線業務時における医療従事者の被曝量を計算する被曝量計算処理と、前記被曝量計算処理において計算された医療従事者の被曝量に関する情報を出力する出力処理と、を実行させる。

【0009】

前記被曝量計算処理は、場面毎の評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量に各場面の継続時間を乗算することにより場面毎の医療従事者の被曝量を計算し、場面毎の被曝量の和を放射線業務時における医療従事者の累積被曝量として計算する処理を含むとよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る医療従事者の被曝量評価プログラムによれば、医療従事者に負担をかけることなく放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価及び計画して医療従事者の被曝量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態である医療従事者の被曝量評価プログラムがインストールされた情報処理装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態である被曝量評価処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である医療従事者の被曝量評価プログラムについて説明する。

【0013】

〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である医療従事者の被曝量評価プログラムがインストールされた情報処理装置の構成について説明する。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態である医療従事者の被曝量評価プログラムがインストールされた情報処理装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である医療従事者の被曝量評価プログラムがインストールされた情報処理装置１は、パーソナルコンピュータやタブレット端末等の情報処理装置によって構成され、入力装置２と出力装置３を備えている。入力装置２としては、タッチパネル、キーボード、マウスポインタ等の操作入力装置やカメラ等の撮像装置を例示できる。出力装置３としては、液晶ディスプレイ等の表示装置、プリンタ等の印刷装置、スピーカ等の音声出力装置を例示できる。

【0015】

情報処理装置１は、演算処理部１１と記憶部１２を備えている。演算処理部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置によって構成され、記憶部１２内に記憶されているアプリケーションプログラム１２ａを読み込み実行することにより後述する被曝量評価処理の各処理ステップを実行する。アプリケーションプログラム１２ａは、本発明の一実施形態である医療従事者の被曝量評価プログラムに対応する。記憶部１２は、コンピュータ等に固定された記憶媒体やコンピュータ等から取り外し可能な記憶媒体であってもよい。コンピュータ等に固定された記憶媒体としては、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）やハードディスクドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）を例示できる。

【0016】

コンピュータ等から取り外し可能な記録媒体としては、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＷ（Compact Disc-Rewritable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、ＤＡＴ（Digital Audio Tape）、８ｍｍテープ、メモリカード等を例示できる。ＳＳＤ（Solid State Drive）は、コンピュータ等から取り外し可能な記憶媒体としてもコンピュータ等に固定された記憶媒体としても利用できる。また、アプリケーションプログラム１２ａは、インターネット等の電気通信回線に接続されたコンピュータ上に格納し、電気通信回線経由でダウンロードさせることによって提供するように構成してもよい。また、電気通信回線を介してアプリケーションプログラム１２ａを提供又は配布するように構成してもよい。

【0017】

このような構成を有する情報処理装置１では、演算処理部１１が以下に示す被曝量評価処理を実行することにより、放射線業務が行われる評価対象空間内における医療従事者の被曝量を評価する。以下、図２に示すフローチャートを参照して、被曝量評価処理を実行する際の演算処理部１１の動作について説明する。

【0018】

〔被曝量評価処理〕
図２は、本発明の一実施形態である被曝量評価処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、情報処理装置１に対して被曝量評価処理の実行指令が入力されたタイミングで開始となり、被曝量評価処理はステップＳ１の処理に進む。以下に示す演算処理部１１の動作は、演算処理部１１が記憶部１２内に記憶されているアプリケーションプログラム１２ａを読み込み実行することにより実現される。

【0019】

ステップＳ１の処理では、演算処理部１１が、評価対象空間内における医療従事者の被曝量を評価するための入力データを取得する。入力データには、放射線業務時の任意の複数の場面における、（ａ）評価対象空間の三次元の形状データ、（ｂ）評価対象空間内における放射線源の位置、照射方向、照射野、エネルギー、及び強度、（ｃ）評価対象空間内における患者と手術台の位置及び向き、（ｄ）評価対象空間内における遮蔽体の位置、材質、及び大きさ、（ｅ）評価対象空間内における医療従事者の位置、及び（ｆ）場面の継続時間が含まれる。

【0020】

入力データはオペレータが入力装置２を操作することにより情報処理装置１内に入力される。入力方法としては、キーボードによる数値入力、タッチパネルやマウスポインタを用いたＧＵＩ上での操作（画面上でモノの位置をドラッグアンドドロップで変える等）、カメラによる画像撮影等を例示できる。なお、評価対象空間の形状や位置が固定されている設備等を予め入力データに設定しておいてもよい。このような処理によれば、移動可能な物や人の配置だけを入力すればよくなるので、入力に要する時間や労力を削減することができる。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、被曝量評価処理はステップＳ２の処理に進む。

【0021】

ステップＳ２の処理では、演算処理部１１が、ステップＳ１の処理において取得した複数の場面毎の入力データを用いて、入力された形状を有する評価対象空間内に人及び物を配置した評価対象空間の計算モデルを複数の場面毎に作成する。計算モデルとは、評価対象空間における壁、床、天井、放射線源、患者と手術台、遮蔽体、医療従事者の三次元絶対座標と、それぞれの人及び物の種類、放射線源の照射方向、照射野、エネルギー、及び強度を含む情報をステップＳ３の処理で扱えるように管理されたデータである。計算モデルは予め記憶部１２に保存し、必要に応じてステップＳ１の入力処理の代わりに読み込むことができる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、被曝量評価処理はステップＳ３の処理に進む。

【0022】

ステップＳ３の処理では、演算処理部１１が、ステップＳ２の処理によって作成された複数の場面毎の計算モデルを用いて、評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を複数の場面毎に計算する。空間線量及び吸収線量は、例えば任意のモンテカルロ計算コード（PHITS3（非特許文献１参照）やMCNP6（非特許文献２参照）等）用の入力コードを作成、実行することにより計算することができる。モンテカルロ計算コードの入力コードの作成には、評価対象空間における壁、床、天井、放射線源、患者と手術台、遮蔽体、医療従事者を、必要に応じて詳細な形状の三次元情報に直した上で、モンテカルロ計算コードが扱える三次元座標形式に変換し、それぞれの人及び物の種類に対応した原子組成と密度を設定する処理が含まれる。モンテカルロ計算における放射線源はステップＳ２の処理で作成された放射線源の情報をもとに用意される。モンテカルロ計算による空間線量は、線源から発生した放射線が輸送方程式に従い３次元空間内を輸送し、任意の位置に到達した際のフルエンスに、換算係数を乗じることにより求めることができる。モンテカルロ計算による吸収線量は、線源から発生した放射線が輸送方程式に従い３次元空間を輸送し、対象物質に到達した際に、対象物質が吸収するエネルギーと、対象物質の密度と体積から求めることができる。但し、線量の計算方法はモンテカルロ計算に限定されることはなく、計算モデルから代数的な計算に必要なパラメータを抽出して計算するようにしてもよい。代数的な計算手法により被曝量の評価に要する時間が短縮できれば、カメラの入力に対してリアルタイムで評価結果を出力することができる。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、被曝量評価処理はステップＳ４の処理に進む。

【0023】

ステップＳ４の処理では、演算処理部１１が、ステップＳ３の処理において計算された場面毎の評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量に各場面の継続時間を乗算することにより場面毎の医療従事者の被曝量を計算する。そして、演算処理部１１は、算出された場面毎の被曝量の和を放射線業務時における医療従事者の累積被曝量として計算する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、被曝量評価処理はステップＳ５の処理に進む。

【0024】

ステップＳ５の処理では、演算処理部１１が、放射線業務計画時の出力として、ステップＳ４の処理において計算された場面毎の医療従事者の被曝量、医療従事者が評価対象空間内で所定時間作業していた時の被曝量、一連の放射線業務での医療従事者の被曝量、及び評価対象空間内の空間線量を可視化したデータ（ヒートマップ等）に関する情報を出力装置３に出力する。管理者は、放射線業務計画時の出力を参考にして、遮蔽体の設置方法や医療従事者の被曝量を計画することができる。また、演算処理部１１は、実際に放射線業務が行われている際には、計画した被曝量と実際の被曝量との差や計画した人や物の配置からのずれに関する情報を出力装置３に出力する。実際に放射線業務が行われている際にも情報を出力することにより、計画した被曝量に対する現在の被曝量を確認することができる。また、人や物の配置のずれを把握して医療従事者の被曝量を低減させることができる。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の被曝量評価処理は終了する。

【0025】

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である被曝量評価処理では、演算処理部１１が、放射線業務時の複数の場面における、評価対象空間の形状に関する情報、評価対象空間内における放射線源に関する情報、評価対象空間内における患者と手術台の位置及び向きに関する情報、評価対象空間内における遮蔽体の位置、材質、及び大きさに関する情報、評価対象空間内における医療従事者の位置に関する情報、及び場面の継続時間に関する情報を入力データとして取得し、取得した複数の場面毎の入力データを用いて、評価対象空間内に人及び物を配置した評価対象空間の計算モデルを複数の場面毎に作成し、作成された複数の場面毎の計算モデルを用いて、評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を複数の場面毎に計算し、計算された場面毎の評価対象空間内の空間線量及び医療従事者の吸収線量を用いて、放射線業務時における医療従事者の被曝量を計算し、計算された医療従事者の被曝量に関する情報を出力する。これにより、医療従事者に負担をかけることなく放射線業務時における医療従事者の被曝量を評価及び計画して医療従事者の被曝量を低減させることができる。また、被曝量の計算に習熟していなくても被曝量や空間線量を評価することができる。また、入力データ（計算モデル）を調整することにより、評価対象空間内における散乱体の影響や遮蔽体の適切な配置を確認することができる。

【0026】

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

【符号の説明】

【0027】

１ 情報処理装置
２ 入力装置
３ 出力装置
１１ 演算処理部
１２ 記憶部
１２ａ アプリケーションプログラム

【図1】

【図2】