作用原理とは？ わかりやすく解説

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「速中性子線治療」の記事における「作用原理」の解説

加速された中性子線を照射すると組織中の主に水素原子核から、陽子を弾き飛ばしながらエネルギーを失って、その過程で腫瘍細胞のデオキシリボ核酸 (DNA) に損傷を与える。中性子源としては、サイクロトロン発生速中性子、14-MeVT-d速中性子が使用される。

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「AdBlue」の記事における「作用原理」の解説

「尿素SCRシステム」も参照 AdBlueは尿素（(NH2)2CO）を32.5%含む。排気ガス中にAdBlueを噴射することで尿素が熱分解されイソシアン酸が得られる。 (NH2)2CO → NH3 + HNCO イソシアン酸が水分により加水分解され二酸化炭素とアンモニアとなる。 HNCO + H2O → CO2 + NH3 即ち、下記の反応を呈する。 (NH2)2CO + H2O → 2 NH3 + CO2 アンモニアは酸素と触媒の存在下で窒素酸化物を窒素と水蒸気に還元する。 4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 → 7 N2 + 12 H2O 尿素による窒素酸化物削減の反応を記す。 2 (NH2)2CO + 4 NO + O2 → 4 N2 + 4 H2O + 2 CO2 4 (NH2)2CO + 6 NO2 → 5 N2 + 8 H2O + 4 CO2

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「小線源治療」の記事における「作用原理」の解説

放射性同位体から放出される放射線で周囲の腫瘍に損傷を与える。

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「陽子線治療」の記事における「作用原理」の解説

中エネルギー（250MeV程度まで）の陽子線を照射してブラッグ曲線のピークと腫瘍の位置を一致させて、選択的に腫瘍に放射線を与えつつ危険臓器（正常細胞）の障害を抑える。

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「重粒子線がん治療」の記事における「作用原理」の解説

粒子線とは、光子を除く放射線のなかでも電子より重いものをいい、π-中間子、陽子線、重粒子線などが含まれる。このうち重粒子線は、ヘリウムイオンより重い粒子のビームをまとめて呼ぶが、稼働している重粒子線治療施設で用いているのは炭素イオン線のみなので、重粒子線と炭素イオン線はほぼ同じ意味として扱われる。 X線（γ線）、電子線、中性子線を用いる場合は、表面付近の吸収線量が最も大きく、深さとともに減衰するのに対し、陽子線や重粒子線では、表面付近の吸収線量が小さく、粒子の飛程の終端で最も付与する線量が大きくなるという特徴があり、この線量のピークをブラッグピーク(Bragg peak)という。陽子線ではブラッグピーク以深にはほとんど線量を与えないが、重荷電粒子の場合には、核破砕現象によりブラッグピーク以深にも線量寄与が存在し、これをフラグメンテーションテール(Fragmentation Tail)という。なお、核破砕に伴って放射性同位体が生成され、PET(Positron Emission Tomography)検査で観察することができる。また、陽子線と比較して、質量の大きい重粒子線は、物質内での散乱が小さく、腫瘍組織とその周辺の正常組織に対する線量のコントラストを高めることによる物理学的効果に加え、同じ物理線量の陽子線やその他の放射線と比べると、重粒子線の線エネルギー付与（linear energy transfer: LET）が高く、生物学的効果比(relative biological effectiveness: RBE)（細胞に対する影響）が大きいという特徴がある。この特徴から、脊索腫や直腸癌の局所再発などの通常のX線照射で制御が困難な腫瘍に対しての効果が期待されている。 上記の優れた特性から、メスを入れずに、腫瘍組織に選択的に線量を投与できる一方で、近接する正常組織への被曝を抑えることが可能であり、機能・形態の温存や、有害事象の低減が期待される。治療のための照射回数を減らす（寡分割照射）ことができ、早期社会復帰が可能となる、といったクオリティ・オブ・ライフ（生活の質）の面からの長所がある。 治療用重粒子線は加速器を用い、重粒子を最大で光のおよそ70%のスピードに加速して体の外から照射し、2、3分で終了する。重粒子線が照射されている間に、痛みや熱感などを感じることはない。照射回数は、それぞれのプロトコールによってきめられている。 従来の重粒子線がん治療装置では固定照射装置が標準だったが、患者の負担を軽減し、最適な方向から腫瘍に重粒子線を照射するために360°任意の方向から照射できる装置が必要で回転ガントリーに搭載可能な超伝導電磁石が開発され、これにより普及可能なサイズ(直径11m、長さ13m)の陽子線ガントリーが実現して、3次元スキャニング照射装置とX線呼吸同期装置を搭載することによって、腫瘍周辺の動きを直接観察し、腫瘍に対する正確な照射ができるようになった。

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「放射線療法」の記事における「作用原理」の解説

放射線治療は、エックス線、電子線、ガンマ線といった放射線を照射することで細胞内の遺伝子 (DNA) にダメージを加え、がん細胞を破壊する。放射線の照射により正常細胞にもダメージを与えてしまうが、その感受性はがん細胞より低い。与えられる放射線の線量に応じて双方が受けるダメージは上記の「腫瘍と正常組織に対する放射線照射の効果」の図にあるように一定の線量以下においては腫瘍および正常組織にもダメージがなく、ある線量を超えると線量の増加とともにダメージが増加する。その様子はＳ字状の曲線で示される。

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