放射線の種類

   放射線はそれぞれ異なる特性を持つ

   
                                       
                                      放射線の種類
 
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放射線治療の放射線の種類

 
 
   
放射線には波としての性質を持つ電磁波と,粒子としての性質を持つ粒子線に分けられます。

電磁波は光子から成り立っており,光子線ともよばれています。

電磁波の中には,可視光線,エックス線,ガンマ線,ラジオ波,赤外線,紫外線などがあります。


この中で放射線治療では,エックス線やガンマ線が使用されますが,これは,これらが,物質と衝突した際に,原子核の周囲を回っている電子をはじき飛ばして陽イオンと電子に分離する電離作用を利用できるからです。

この電離作用によってがん細胞のDNAを切断し,死滅させることができるのです。

一般に放射線という場合には,この電離作用のある電離放射線のことを意味します。



もう一つの粒子線とは,原子核が崩壊する際に高速で放出される粒子の流れです。

この粒子線には,電子線や陽子線,重粒子線,中性子線があり,電磁波よりも強い電離作用があります。



放射線のなかで最もよく用いられているのはエックス線で,カンマ線と電子線がそれに続いています。

粒子線では,重粒子線や陽子線,中性線が治療に使用されていますが,治療設備に多額の費用がかかることもあって,ごく一部でしか利用されていません。

放射線にはそれぞれ特徴があり,目的に応じて使い分けられています。


 
   
 
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エックス線

   
エックス線は放射線治療に最も広く使用されています。 このエックス線照射装置としては,直線加速器リニアック(ライナック)が普及し,広く使用されています。

リニアックでは電子を直線的に加速し,加速した電子を金属板に衝突させ,そこでエックス線を発生させます。

エックス線は,体内で一定の深さに達したときに最も多く吸収されるという性質があり,その深さは,照射されるエックス線のエネルギーが大きくなるほど深くなります。

したがって,比較的浅い場所にあるがんに対してはエネルギーを弱めたエックス線が使用され,深い場所にあるがんには高エネルギーのエックス線か使われて「います。


ガンマ線

   
放射性物質が崩壊することで放出される電磁波がカンマ線です。エックス線とは波長領域の一部が重複しており,ガンマ線とエックス線との区別は波長ではなく発生するメカニズムによります。

カンマ線を発生させる物質(線源)としては,脳腫瘍の治療装置ガンマナイフに使用されるコバルト60や小線源治療に使用されるヨウ素125,イリジウム192,セシウム137などがあります。

放射線としての性質は,エックス線とほぼ同じですが,ガンマ線は放射性物質から自然に放出されるため加速器の必要がありません。

ただし,エックス線に比べてエネルギーが低く,からだの深奥部に届きにくいため,現在では,ガンマナイフや小線源治療など特殊な治療法で利用されているだけです。



電子線

   
リニアックでは,電子線を金属板に衝突させ,エックス線を照射しますが,電子線で治療する場合には直接,電子線を照射することができます。
 

この電子線は粒子線の一種であるため,ある深さに達したときに大きなエネルギーを放出し,その後は消失し,それ以上深い場所には影響を与えないというメリットがあります。

ただし,電子線はきわめて浅い場所で最大のエネルギーを放出してしまうため,エックス線やガンマ線よりも浸透力がありません。

そこで,皮膚がんのように体の表面の近くにあるがんによく使用されます。通常,電子線は,深さ5cm以内のがんが対象です。


陽子線

   
水素原子から電子を取り去ると一個の陽子が残ります。その陽子をサイクロトロンとよばれる加速器で光速に近い速度まで加速し, がんに向かって照射するのが陽子線治療です。

電子線とは逆に,からだの深い部分まで届くというメリットがあります。

陽子線は体のある深さに達すと,エネルギーを放出し,運動を停止します。これをブラッグピークとよんでいます。

このブラッグピークという性質を利用すれば,腫瘍内部で最大のエネルギーを放出し,がん細胞のみを破壊し,周囲の正常細胞には,ほとんど影響を与えないというメリットがあります。

ただし,この装置はおおがかりなもので高価になるため,現在日本では,陽子線治療は,国立がん研究センター東病院筑波大学陽子線医学利用研究センター若狭湾エネルギー研究センター静岡県立静岡がんセンター兵庫県立粒子線医療センターの5ヵ所で行われているのみです。


重粒子線

   
水素よりも重い原子核の流れを重粒子線と呼びます。重粒子線にはいくつか種類がありますが,現在,治療に利用されているのは炭素核だけです。

重粒子線は陽子線同様にブラッグピークを利用し,深奥部のがんでも効果を発揮し,周囲の正常組織にに悪影響を与えないというメリットがあります。

また,陽子線よりも質量が大きいので,がん細胞に対する破壊力が大きく,陽子線と比べて約3倍の破壊力があるだけでなく,線量の集中性が陽子腺治療よりもさらに高いという特徴があり,究極の放射線治療とよばれています。

この加速器は,陽子線よりさらに巨大になり,建設費用も莫大なものとなるため,医療用加速器としては,千葉市にある独立行政法人放射線医学総合研究所のHIMACのみです。


中性子線

   
原子核は陽子と中性子の粒子から成り立っています。中性子線による放射線治療の歴史は以外に古く,1938年にはアメリカで速中性子線による頭頚部がんの治療が行なわれ,高い治療効果を発揮しました。

しかし,エックス線よりも,皮膚潰瘍などの放射線障害が起こりやすく,現在では,速中性子線による治療は行なわれていません。

現在では,中性子線による放射線治療としては,ホウ素中性子捕捉療法が行なわれています。

このホウ素中性子捕捉療法とは,ホウ素化合物をあらかじめ投与し,がん細胞にホウ素が集まったとき熱中性子線をに照射することで,がん細胞が取り込んでいたホウ素(10B)化合物との核反応によって発生する粒子線(α粒子とリチウム核)により,がん細胞のみを殺すことができるという治療法です。

       
 
 
  
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