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

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．

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．

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．

dose∞
1
CTDI =× ∫ D1(Z)dz
BW-∞

線量計で計測D1(Z)Z

BW

検出器のサイズ×数

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．

計測される様々なCTDI
線量計の長さが10cmのため，線積分線量の□ CTDI100 ：積分範囲±50mmのデータしか実測できない.
50Dose1
CTDI100 = 𝐵𝑊 ∫ D1(Z)dz
-50

CTDI

CTDI100→過小評価!!
Z-50

0

測定範囲50ファントムの中心と周辺部では実測される□ CTDIw ： 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.
12
CTDIw ＝ CTDIc ＋ CTDIp
33PPCPPCTDIc : 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

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，□ CTDIvol ：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．
1CTDIvol3dose

2・・・・・・

Z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．
CTDIvolT<IdosedoseT>IZ
𝑇
CTDIvol = CTDIw
𝐼=１PF

CTDIw

CTDIvolZ
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

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.
∞

DLP = ∫ D N,I (Z)dz-∞

シングルスキャンをN回行ったとき
DLP = CTDIvol × N
ヘリカルスキャンを撮像範囲（L）で行ったとき，

DLP = CTDIvol × L

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．

CTDIvolの把握方法
検査後

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．

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
大

dose

小中

大

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

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

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

CTDIvolをより詳細に把握する
nCTDIvol = 16.34 / 225 = 0.073
Exposure:109
実はDICOMタグにある
CTDIvol = nCTDIvol ×Exposure= 0.073×109= 7.96 mGy

Exposure:271
CTDIvol = nCTDIvol ×Exposure= 0.073×271= 19.78 mGy

CTDIvol ＝ 被ばく線量 で良いの？

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 16cmΦ

15cm32cmΦ

装置の性能評価には適しているけど…

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
短軸：B

長軸(A)と短軸(B)より，実行径 Deff ＝ 𝐴 ⋅ 𝐵
A, B, A+B, Deff, の値からテーブルを引いてSSDE
長軸：Aへの変換係数を求める．

AAPM Report No.204: Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in Pediatric and Adult bodyCT Examinations

Water-Equivalent Diameter (Dw)
水透過経路

Dw ＝21𝐴𝑅𝑂𝐼[𝐶𝑇 𝑥, 𝑦 𝑅𝑂𝐼 + 1]
1000𝜋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 andSize-Specific Dose Estimates (SSDE) in CT

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・・・

当院ではImpactMC® が最近導入された．

実測：20.36mGy
計算：21.03mGy

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．

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．

【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