科学技術と共に歩む

1.　各種放射線と波動の基礎
1.1　総　　　　　説…1
1.2　電磁界と電磁波（非電離放射線）の基礎…3
　1.2.1　マクスウェルの方程式…3
　1.2.2　生体と電磁波…4
　1.2.3　電磁波の発生…5
　1.2.4　電磁波計測・光計測…6
　1.2.5　電磁波の医療応用…7
1.3　磁気共鳴（MR）の基礎…10
　1.3.1　NMRの原理…10
　1.3.2　Blochの方程式…11
　1.3.3　MRイメージングの原理…12
1.4　超音波の基礎…13
1.5　粒子線治療の基礎…18
1.6　放射光の基礎…21
　1.6.1　放射光の歴史と特徴…21
　1.6.2　放射光施設と挿入光源…22

2.　中性子捕捉療法
2.1　中性子捕捉療法の歴史と現状…25
2.2　中性子捕捉療法の原理と特徴…27
　2.2.1　原理と特徴…27
　2.2.2　中性子捕捉療法における望ましい照射条件…29
　2.2.3　中性子捕捉療法における最適入射中性子エネルギー…30
2.3　治療用中性子照射システム（原子炉や加速器からの中性子利用)…33
　2.3.1　熱中性子照射と熱外中性子照射の特徴…33
　2.3.2　中性子捕捉療法の中性子源として見た原子炉中性子と加速器中性子…35
　2.3.3　原子炉を用いた治療照射システムの概要…36
2.4　中性子捕捉療法における線量測定および吸収線量評価…37
　2.4.1　ファントム実験などによる深部線量評価…37
　2.4.2　熱中性子束およびγ線線量の測定…38
　2.4.3　中性子導管を用いた即発γ線測定法による10B濃度の測定システム…38
　2.4.4　生体の吸収線量評価…39
2.5　研究用原子炉を用いた照射場の設計の一例(KUR重水熱中性子設備の改修の概要)…39
　2.5.1　熱中性子から熱外中性子まで利用できる照射場の設計…39
　2.5.2　医学生物学分野への中性子の高度利用…41
　2.5.3　照射モードとその照射特性…43
　2.5.4　連続運転中の利用にかかわる照射開始および照射終了のタイミング…43
2.6　ホウ素中性子捕捉療法と線量計測技術…44
　2.6.1　歴　　　史…45
　2.6.2　治療の概要…45
　2.6.3　線量計測…47
2.7　中性子捕捉療法における今後の課題と展望…56

3.　粒子線治療
3.1　粒子線治療の歴史…58
　3.1.1　光子線治療から粒子線治療へ…58
　3.1.2　速中性子線治療…59
　3.1.3　π中間子治療…59
　3.1.4　陽子線治療…59
　3.1.5　重イオン線治療…60
3.2　粒子線治療の現状…61
　3.2.1　陽子線治療…61
　3.2.2　重イオン線治療…61
3.3　重イオン線生物効果研究…62
　3.3.1　腫瘍の性質…62
　3.3.2　重イオン線の細胞致死効果…63
　3.3.3　重イオン線と酸素効果…65
　3.3.4　重イオン線と細胞周期…66
　3.3.5　重イオン線損傷の回復…67
　3.3.6　重イオン線の分割照射によるRBEの増大…70
　3.3.7　重イオン線分割照射の腫瘍増殖抑制効果…70
　3.3.8　重イオン線分割照射の正常皮膚への影響…71
　3.3.9　重イオン線分割照射法による治療…72
　3.3.10　重イオン線による損傷の分子レベルでの解析…73
　3.3.11　重イオン線による遺伝的影響…74
3.4　治療装置とシステム…75
　3.4.1　治療装置の概略…75
　3.4.2　加　速　器…77
　3.4.3　照射野形成装置と照射システム…81
　3.4.4　治療計画…89
　3.4.5　粒子線治療装置の例…92
3.5　粒子線治療と生物効果研究の課題と将来展望…95

4.　放射光の医学利用
4.1　医学利用研究の歴史…97
4.2　マイクロイメージング…98
4.3　屈折コントラストイメージング…100
4.4　位相コントラストイメージング…101

5.　MRIの医学応用
5.1　は　じ　め　に…102
5.2　MRIの原理…102
　5.2.1　NMR現象とは…103
　5.2.2　MRIの基本原理…107
5.3　イメージング法…113
　5.3.1　信号観測領域の選択法…113
　5.3.2　画像再構成法…114
　5.3.3　信号計測法…114
5.4　装置の構成…116
　5.4.1　全体構成…116
　5.4.2　静磁場…117
　5.4.3　勾配磁場…119
　5.4.4　高周波磁場…121
5.5　応　　用　　例…125
　5.5.1　スペクトロスコピックイメージング…125
　5.5.2　アンギオイメージング…126
　5.5.3　ファンクショナルイメージング…128

6.　波動を用いた癌治療
6.1　概　　　　　説…133
6.2　温度，SAR測定について…133
6.3　超音波ハイパーサーミア…134
　6.3.1　超音波ハイパーサーミアの研究経緯…134
　6.3.2　最近の超音波ハイパーサーミア…141
6.4　超音波ハイパーサーミア装置…141
　6.4.1　各種の振動子…141
　6.4.2　ハイパーサーミア装置の構成例…143
6.5　RF・マイクロ波ハイパーサーミア…146
　6.5.1　加温範囲…146
　6.5.2　RF・マイクロ波加温の理論…147
　6.5.3　加温方法…150
6.6　ハイパーサーミア支援技術…155
　6.6.1　SARと治療計画…155
　6.6.2　ファントムモデル…156
　6.6.3　マイクロ波の非熱効果…157

7.　新しいCT技術と生体計測の展望
7.1　近赤外光による計測とイメージング…159
　7.1.1　はじめに…159
　7.1.2　血液の酸素飽和度の測定原理…160
　7.1.3　パルスオキシメータ…161
　7.1.4　酸素モニタの原理…162
　7.1.5　酸素モニタの臨床例…163
　7.1.6　光CTのための生体内光伝播現象とその解析手法…168
　7.1.7　光CTの各種手法と研究開発の現状…173
　7.1.8　光による診断の将来…175
7.2　マイクロ波CT…175
　7.2.1　はじめに…175
　7.2.2　測定原理と測定法…175
　7.2.3　温度差イメージング能力…178
　7.2.4　生体計測に必要な技術…180
　7.2.5　おわりに…183
7.3　インピーダンスCT…184
　7.3.1　はじめに…184
　7.3.2　生体組織の電気的性質…184
　7.3.3　組織インピーダンスのβ分散特性…187
　7.3.4　多周波数インピーダンスCT…189
　7.3.5　多周波数インピーダンスCTによる生体電気特性の計測…192
　7.3.6　多周波数インピーダンスCTの特色と問題点…192
7.4　超音波を利用した画像処理…193
　7.4.1　はじめに…193
　7.4.2　音響光学的実時間相関器…194
　7.4.3　TV画像相関装置…198
　7.4.4　血液の特性推定への超音波光変調器の応用…201
　7.4.5　有限振幅超音波における非線形効果の光学的測定法…203
　
参　考　文　献…205
索　　　　　引…219