RADIOLOGY GLOSSARY
カーマ（Kinetic Energy Released per unit MAss）
IN ONE LINE
一言でいうと
非荷電粒子が物質中で荷電粒子へ与えた初期運動エネルギーを、物質の質量で割った量です。
BEGINNER GUIDE
はじめて学ぶ方へ
光子が物質に当たり、二次電子へエネルギーを渡す入口の量です。実際に物質へ吸収された量である吸収線量とは区別します。
身近なイメージ
荷物を配達員に渡した時点がカーマ、配達員が家の中で実際に荷物を置いた場所が吸収線量、というイメージです。
そもそもカーマとは？
カーマは、光子や中性子などの非荷電粒子が、物質中の荷電粒子へ最初に渡した運動エネルギーを質量当たりで表す量です。単位は吸収線量と同じGyですが、エネルギーを数える段階が異なります。
光子が相互作用して二次電子へエネルギーを渡す段階がカーマ、その電子が移動しながら電離・励起によって物質へエネルギーを与える段階が吸収線量です。電子平衡の有無によって、両者の位置関係や大きさが変わります。
定義・しくみ
非荷電粒子が質量dm内の相互作用で放出した全荷電粒子へ与えた初期運動エネルギーの総和dEtrをdmで除した量で、K=dEtr/dmと定義されます。衝突によるエネルギー損失へ対応する衝突カーマKcolと、制動放射などの放射損失へ対応する放射カーマKradに分けられます。
CORE FORMULA
基本公式
K =
FORMULA NOTES
公式の補足
単位はGyだが、吸収線量Dとは定義が異なる
具体例で確認
光子がある微小質量内で相互作用し、二次電子へ合計2 mJの初期運動エネルギーを与え、その質量が1 gだったとします。
K = 0.002 kg = 2 Gy
この2 Gyは荷電粒子へ移された段階のエネルギーです。二次電子が領域外へ運び出すエネルギーがあれば、その場所の吸収線量が直ちに2 Gyになるとは限りません。
専門的にもう一歩
カーマは kinetic energy released per unit mass の考え方で、単位はGyです。電子平衡が成り立つ条件では衝突カーマと吸収線量が近づきますが、ビルドアップ領域や電子飛程が無視できない条件では一致しません。
臨床・測定での確認点
- 荷電粒子平衡が成立し放射損失を分けて考える条件では、吸収線量Dは衝突カーマKcolへ近づきます。
- ビルドアップ領域では二次電子の流入・流出がつり合わず、カーマと吸収線量の深さ分布は一致しません。
- 空気カーマは診断用X線の出力や線量評価で用いられ、水吸収線量とは媒質も定義も異なります。
- 単位が同じGyであっても、カーマと吸収線量を名称なしに置き換えません。
覚えるポイント
- 光子線の線量概念として問われる
- 吸収線量との違いを問われる
- 電子平衡が成立すると関係が整理しやすい
間違えやすい点
- カーマをそのまま吸収線量とみなさない
- 単位が同じGyでも意味が違う
- ビルドアップ領域では一致しにくい