【第76回午前 42】リニアック解体新書！○○が治療の命綱である理由

リニアックの構造で正しいのはどれか。2つ選べ。

出典：厚生労働省公開PDF（令和6年版）

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2．モニタ線量計で線量率を監視することができる。

4．平坦化フィルタの形状は X 線エネルギーに依存する。

解説

✔　モニタ線量計は「安全の最後の砦」

治療ビームが出る出口付近（ヘッドの中）には、モニタ線量計という監視役がいます。このセンサーは、単に「合計で何MU出たか（積算線量）」を測るだけではありません。

もし「線量率」が異常に高くなったり、ビームが右に偏ったりしたら、このモニタ線量計が即座に異常を検知して、インターロック（緊急停止）を作動させます。つまり、「線量率の監視」も重要な任務の一つです。

✔　エネルギーが高いほど、山は尖る

平坦化フィルタ（フラットニングフィルタ）は、X線治療において「ビームの強度を均一にする（フラットにする）」ためのパーツです。

リニアックから発生した高エネルギーX線は、そのままでは「中心が強く、端っこが弱い（前方鋭利性）」という性質があります。しかも、この「中心の強さ（山の尖り具合）」は、エネルギーが高くなればなるほど鋭くなります（10MVは4MVより尖っている）。

そのため、その尖りを削って平らにするためには、エネルギーごとに「山頂（中心部分）の厚み」を変えた専用のフィルタが必要です。

このように、フィルタの形状はエネルギーに依存します。

✔　各選択肢について

1．クライストロンは自励発振管である。

❌ 誤り
マイクロ波を作る装置には2種類あります。
マグネトロン：自分でマイクロ波を作り出す（自励発振）。電子レンジと同じ原理。
クライストロン：微弱なマイクロ波を「増幅」する（増幅管）。ギターアンプのようなもの。リニアックで使われる高出力のクライストロンは「増幅管」です。

3．散乱箔の選択は電子線のエネルギーに依存しない。

❌ 誤り
散乱箔（スキャッタリングフォイル）は、細い電子ビームを広げて均一にするための薄い金属板です。
電子線のエネルギーが変われば、物質中での散乱のしやすさ（広がり方）も変わります。したがって、エネルギーごとに最適な厚さや材質の散乱箔に切り替える必要があります（依存します）。

5．加速電子ビームの取り出しには 90 度偏向方式が用いられる。

❌ 誤り
電子ビームを曲げる際、単純に90度曲げると、エネルギーのばらつきによってビームが広がってしまいます（プリズムで光が分かれるのと同じ原理）。これを防ぎ、ビームを一点に収束させる（色消し効果）ために、現代のリニアックでは「270度偏向」や「スラローム型」といった複雑な軌道を描かせる磁石システムが採用されています。

出題者の“声”

この問題は、リニアックの「ビーム品質管理」に関わる重要パーツを知っているかを試しておる。

特に選択肢4のフラットニングフィルタ。最近は「FFF（Flattening Filter Free）」という、あえてフィルタを使わない高線量率ビームも流行っておるが、基本を知らなければ応用は効かん。

「エネルギーが高いとビームが尖る。だから厚いフィルタがいる」。この物理現象とハードウェアの関係を理解している技師は、ビームデータを見た時の理解度が段違いなんじゃよ。

臨床の“目”で読む

現場でのトラブル対応に、この知識がどう生きるか見てみましょう。

「Dose Rate Interlock」が出たとき
- 治療中に装置が止まり、画面に「Dose Rate High」と出たとします。構造を知っている技師なら、「モニタ線量計がビームの不安定性を感知して止めてくれたのかな？」と分かります。そして、「マグネトロンやAFC（周波数制御）の調子が悪いのかも？」と推測してエンジニアに連絡できます。
電子線のエネルギー切り替え
- 電子線治療で「6MeV」から「12MeV」に変えるとき、ヘッドの中でカシャカシャと音がします。これは、カルーセル（回転台）が回って、最適な「散乱箔」を選んでいる音です。構造が分かると、機械のなかで何が起こっているのか想像することができます。
クライストロンの交換費用
- もしあなたの施設の装置が「クライストロン方式」だった場合、数年ごとの交換で数百万円〜一千万円近いコストがかかります。「ただの増幅管なのに高いなぁ…」と思うかもしれませんが、これがないと高エネルギーX線は出せません。病院経営にも関わる重要パーツなんです。

今日のまとめ