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日本放射線技術学術大会中国・四国支部
第16回 夏季学術大会
画像情報研究会
「X線CTにおける被ばく線量の把握方法」
山口大学医学部附属病院 放射線部
山口 貴弘
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はじめに
CT検査における被ばく線量の指標には CTDI
(CT dose index)及びDLP(dose length product)
が用いられてきた.
CTDIの概要とCTDIvolが得られるまでを紹介する.
そして,CT検査における被ばく線量を把握する
方法について考える.
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しかしながら,CTDIでは被検者の被ばく線量を
正確に評価することはできないと言われている.
CTDIの問題点について考え,被検者の被ばく
線量をより正確に評価するための最近の動き
について紹介する.
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CTDI(CT dose index)とは
シングルスキャンで得られる線量プロファイルの
線積分線量を,X線ビーム幅で除した値をCTDI
と定義する.
= 1
BW× ∫ D1(Z)dz
∞
-∞ CTDI
D1(Z)
Z
dose
BW
線量計で計測
検出器のサイズ×数
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CTDIの測定
ペンシル型電離箱線量計
有効電離長10cm
容量3mL
PMMA製円柱ファントム
密度:1.19±0.01g/cm3
直径32cmと16cm 長さ15cm
中央と,周辺の4か所に線量計を挿入する孔が空いてある.
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計測される様々なCTDI
□ CTDI100 :
線量計の長さが10cmのため,線積分線量の
積分範囲±50mmのデータしか実測できない.
= 1
𝐵𝑊∫ D1(Z)dz -50
CTDI100
50
Z
Do
se
-50 0 50
CTDI100
→過小評価!!
CTDI
測定範囲
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□ CTDIw : ファントムの中心と周辺部では実測される
線量の大きさに違いが生じる.その分を
重み付し,全体の平均線量とした値.
CTDIw = 1
3 CTDIc +
2
3 CTDIp
CTDIc : 円柱ファントムの中心
(center)におけるCTDI100
CTDIp : 円柱ファントムの周辺
(peripheral)におけるCTDI100の平均値
C
P
P
P
P
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□ CTDIvol :
多重スキャンやヘリカルスキャンを用いて
体軸方向に任意の範囲で撮像を行うと,
他スライス面からの線量が重複するため,
CTDIは合算された値となる.
Z
do
se
CTDIvol
・・・ ・・・
1
2 3
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重複する割合は,X線ビーム幅と寝台移動間隔の
割合によって異なる.
Z
do
se
CTDIvol
Z do
se CTDIvol
CTDIvol = 𝑇
𝐼 CTDIw
= 1PF
CTDIw
I : 寝台移動間隔
T : スライス厚
PF(Pitch factor) : X線ビーム幅に対する一回転当りの寝台移動距離
T < I T > I
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Dose Length Product (DLP)
CTDIvolはスキャン範囲における平均的な場の線量.
一方,スキャン範囲全体の線量をDLPと定義する.
シングルスキャンをN回行ったとき
ヘリカルスキャンを撮像範囲(L)で行ったとき,
= ∫ D N,I (Z)dz DLP ∞
-∞
DLP = CTDIvol × N
DLP = CTDIvol × L
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CTDIvolの把握方法
スキャン直前
IEC60601-2-44において, CTDIvol [mGy] とDLP [mGy・cm]
を装置上に表示することが勧告されている.
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CTDIvolの把握方法
画像データの他に,dose report も自動で記録される.
サーバーに保存しておけば,後の線量把握に役立つ.
検査後
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CTDIvolを把握する上での注意点
CT-AEC(CT自動露出機構)を使用した場合
スキャン中の平均mAs値におけるCTDIvolを表示する
or
スキャン中の最大mAs値におけるCTDIvolを表示する
大
小
中
大
do
se
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CTDIvolをより詳細に把握する
CT-AEC機構を使用することで,
部位によって線量が調整される.
コンソールに表示されるCTDIvol
では,部位別での評価ができない.
normalized CTDIvol (nCTDIvol )
= CTDIvol / mAs値 [mGy/mA・s]
を求めておき,mAs値を乗算して
部位別でのCTDIvolを算出できる
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CTDIvolをより詳細に把握する
nCTDIvol = 16.34 / 225 = 0.073
Exposure:109
CTDIvol = nCTDIvol ×Exposure
= 0.073×109
= 7.96 mGy
Exposure:271
CTDIvol = nCTDIvol ×Exposure
= 0.073×271
= 19.78 mGy
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CTDIvolをより詳細に把握する
nCTDIvol = 16.34 / 225 = 0.073
Exposure:109
CTDIvol = nCTDIvol ×Exposure
= 0.073×109
= 7.96 mGy
Exposure:271
CTDIvol = nCTDIvol ×Exposure
= 0.073×271
= 19.78 mGy
実はDICOMタグにある
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CTDIvol = 被ばく線量 で良いの?
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CTDIvolの欠点
・ファントムは長さ15cmの32cmΦと16cmΦ
→様々な被検者の体格を反映しておらず,
本来発生するはずの散乱線を再現できない.
・ペンシル型線量計の長さが10cm
→線量プロファイルの裾野を十分に測定できない.
15cm 15cm 32cmΦ 16cmΦ 装置の性能評価には
適しているけど…
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Size-Specific Dose Estimates (SSDE)
ファントムと被検者体格の大きさの違いから生じる
CTDIvolの不正確さを補正する
長軸:A
短軸:B
AAPM Report No.204: Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in Pediatric and Adult body
CT Examinations
長軸(A)と短軸(B)より,
実行径
A, B, A+B, Deff, の値から
テーブルを引いてSSDE
への変換係数を求める.
Deff = 𝐴 ⋅ 𝐵
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Water-Equivalent Diameter (Dw)
Dw =2 [1
1000𝐶𝑇 𝑥, 𝑦 𝑅𝑂𝐼 + 1]
𝐴𝑅𝑂𝐼
𝜋 水透過経路
で補正する.
肺野等が含まれる時に,
より正しく補正できる.
𝐶𝑇 𝑥, 𝑦 𝑅𝑂𝐼 :ROI内の平均CT値
𝐴𝑅𝑂𝐼 :ROIの面積
AAPM Report No.220: Use of Water Equivalent Diameter for Calculating Patient Size and
Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in CT
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シミュレーションによる被ばく線量の推定
様々なデータより仮想空間に任意のCT装置と被検者を
作り,Monte Carlo等によるシミュレーションによって
線量分布や各臓器の実効線量等を計算する.
CTDOSE® (NPRB), ImpactDose® (CT Imaging)
WAZA-ARI v2(放射線医学総合研究所医療被ばく研究プロジェクト)
等々・・・
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画像からシミュレーションにより線量分布を計算する.
実測データの他,仮想のフィルタ等も設定可能.
当院ではImpactMC® が最近導入された.
実測:20.36mGy
計算:21.03mGy
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まとめ
CTDIvolはX線CT検査における被ばく線量の標準的な
指標である.dose reportに記録され,後の線量把握も
容易である.
CTDIvolはファントムを用いた測定値を基にしているため,
実際の被検者の被ばく線量と誤差が生じる.その誤差
を補正する指標が報告されつつある.
また,シミュレーションを用いた臓器別での実効線量
の推定も行われている.
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【参考文献】 市川勝弘 村松禎久:標準X線CT画像計測 オーム社
日本X線CT専門技師認定機構:X線CT認定技師講習会テキスト
Robert L. Dixon, “A new look at CT dose measurement: Beyond
CTDI” Citation: Medical Physics 30, 1272 (2003)
AAPM Report No.204: Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in
Pediatric and Adult body CT Examinations
AAPM Report No.220: Use of Water Equivalent Diameter for
Calculating Patient Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in CT
Ionising radiation and risk of death from leukaemia and lymphoma
in radiation-monitored workers (INWORKS):an international cohort
study: Klervi Leuraud: Lancet Haematol 2015;2: e276–81