51

原

島 根 県 中 病 医 誌 45
5 1頁 〜 5 5頁

著

低管電圧撮影におけるCT 位置決め画像の被ばく低減を目的とした基礎的検討
佐用概将隆

中濵寿太

曽田卓実

要： ファントムを用いた実験および線量測定により低管電圧を用いた位置決め画像撮影の有用性について検討を行った．まず，位置決め撮影の管電圧を100kVとし，位置決め画像フィルタをFL01 〜05 で変化させてCT-AEC の応答を比較した．さらに，位置決め撮影時の管電圧が 100kVと120 kVの場合における線量率を比較した． 凸型ファントムについては，FL02を用いた場合が最も設定標準偏差（standard deviation：SD）に近い値を示した．また，volume CT dose index（CTDIvol），dose length product（DLP）についても最も低値を示した．楕円錘ファントムについては，SD，CTDI vol，DLP のいずれにおいても各フィルタ間での差はほぼなかった．線量率は， 100kVの方が有意に低い値を示した．位置決め画像フィルタは，急なX 線透過率の変化がある場合にCT-AEC の応答に大きな影響を与えている事がわかった．
位置決め画像の撮影管電圧を100 kV にし，適切な位置決め画像フィルタの選択によって，更なる被ばく低減が可能である．
索引用語：低管電圧撮影，位置決め画像，CT-AEC，位置決め画像フィルタ

Fundamental Study of The Positioning Image for CT Scan
Using Low Tube Voltage to Reduce Exposure
Masataka SAYO

［緒Kazuhiro NAKAHAMAand Takumi SOTA

安定化を図る目的で，X 線 CT 撮影の計画用に撮影す言］

る位置決め画像を基に，撮影時 X 線量の出力を自動変X 線 CT 検査において，造影剤量低減や被ばく低2）が用調するCT-automatic exposure control（CT-AEC）減を目的とし低管電圧撮影が行われている． 従来のいられている．しかし，位置決め画像撮影は，その画

120 kV を 用 い て 撮 影 を 行 っ た 場 合 に 比 べ，80 kV や質が CT-AEC の動作に影響を及ぼす事から120kV 撮影

100 kVなどの低管電圧で撮影を行う事は，ヨード造影で行われてきた．そこで本研究では，位置決め画像を剤の造影効果増加により造影剤の減量に有効で，さら従来の120 kV 撮影と低管電圧である100kV 撮影を行っに，管電圧を低下させる事で，従来の120 kV 使用に比た場合について，異なるフィルタの位置決め画像を用1）べ，撮影線量も低下させる事が可能である ．しかし，いて取得した CT 画像それぞれのSD，CTDI vol，DLPの組織コントラストが増加するが，ノイズも増加してし比較を行った．SD は出力される管電流によって変動まう．そのため，低管電圧撮影を行う際には，コントするので，位置決め画像の違いによるCT-AEC の応答ラストとノイズのバランスを考慮した上で線量低減をを比較することが可能である．さらに，それぞれの線行う必要がある．従来より，被ばく線量低減，画質の量率についても比較検討を行った．

島根県立中央病院

Department of Radiological Technology, Shimane
Prefectural Central Hospital

医療技術局

放射線技術科

島根県立中央病院医学雑誌52

図１

第45巻（令和２年）

Positioning image ﬁlter［位置決め画像フィルタについて］とした． なお， 再構成条件としては， 従来法としキャノンメディカルシステムズ社製のX 線 CT 装置て 120kV で撮影した場合には位置決め画像フィルにおいて位置決め画像の再構成に用いるフィルタであタをFL 03 とし，100 kVで撮影した場合には FL 01，り，FL 01 〜05 とFL 03を基準とし，数値低下で平滑化，FL 02，FL03，FL 04，FL05とした．CT-AEC は， 位数値上昇で鮮鋭化される．（図１）

置決め画像を基に， 再構成画像の各スライスにお１．方法

１．１．使用機器

けるSD が設定値となるように管電流を変調する．
こ れ に は，各 ス ラ イ ス 位 置 で 管 電 流 を 変 調 す る
Z modulationと，１回転中で管電流を変調するX-Y

X 線 CT 装置は， キャノンメディカルシステムズ

modulation それぞれの機能がある．これに加え，設社製のAquilion ONE（Ver.6）を使用した．ファント

定 SD に対する基準 SDを被写体厚に応じて自動調整

ムは，京都科学社製の凸型ファントム，楕円錐ファするAdaptive SDも併用した．また，設定 SDは20とントムを使用した．凸型ファントムは，凸型のアクした（表１）．

リル製容器内に水が充填されている．楕円錐ファン

凸型ファントムと楕円錐ファントムをアイソセン

トムは，楕円錐形状の均一な硬質樹脂製である．線タに設置し， 位置決め画像を２方向撮影して， そ量率の測定には，Unfors Raysafe 社製の半導体検出

れぞれについてCT 撮影を行った．画像再構成方法

3）器であるRaySafeX2 を用いた．（図２）
１．２．SDの比較
位置決め画像の再構成条件および撮影条件の違いによるSD を比較した．使用管電圧は，100，120kV

はフィルタ逆投影法とし， 再構成関数は当院で腹部用に用いているFC 03 を使用した．得られたCT 画
像の中心に直径５cm の円形の関心領域（region ofinterest：ROI）を配置しSDを測定した（図３）．
１．
３．CTDI vol，DLP の比較
方法１．
２における撮影時，オペレーションコンソールに表示されるCTDI vol，DLP を比較した．
１．
４．管電圧の違いによる線量率の比較
位置決め画像撮影の管電圧 100kVおよび 120 kV について管電流は同値とし，AP 方向，LR 方向それぞれについて，RaySafeX2を X 線管球の回転中心に配置し（図４），表２に示す条件下における線量率の測定を行った．

図１ （a）Stepped cylinder phantom，（b）Elipitical cone phantom，（c）RaysafeX2低管電圧撮影における CT 位置決め画像の被ばく低減を目的とした基礎的検討
表１

Scan parameters of method（1）Scan parameters

Positioning image

Low-tube voltage scan

Tube voltage［kV］

100，120

100

Tube current［mA］

AP：50，LR：100

CT-AECBeam width［mm］

240

Pitch factor

-

0.813

Rotation time［sec/rotation］-

0.5

Tablemovement speed［mm/sec］

100-

Scanning range［mm］

500

Depend on phantom size

FilterFL01，02，03，04 ，05-

Scan mode

AP，LR

Helical Scan

Scan direction

-IN

図３
表２53

図４

SD measurement method

Scan parameters of method（2）Dose rate measurement methodい値を示した．FL 01，FL 04，FL05 では全体的に低値となった．また，従来法の120 kV では，直径が大Scan parameters

Positioning image

Tube voltage［kV］

100，120

きく変化する部分で SD 変動も大きくなり設定 SD を

Tube current［mA］

AP:50，LR:100上回る結果となった．

Beam width［mm］2

図６に楕円錐ファントムを撮影した場合のSD のTable movement speed［mm/sec］

100

結果を示す．位置決め画像フィルタによる影響はほWedge ﬁlter size

Large

Scanning range［mm］

200

ぼなかった．

Scan mode

AP，LR

２．
２．CTDI vol，DLP の比較
図 ７，８に凸型ファントムを撮影した場合のCTDI vol，DLPの結果を示す．FL01，FL04，FL05 で２．結果

２．１．SD の比較
図５に凸型ファントムを撮影した場合のSD の結果を示す．100 kVにて位置決め撮影を行った場合はCTDI vol，DLP 共に大きい値を示した．FL 02 が最も小さく，CTDI vol において4.7mGy で，最も大きいFL01とのその差は 6.3mGy であった．DLP においてもCTDIvolと同じ傾向が見られ，FL02 が最も低値であった．に，FL02，03 では被写体直径の変化のないところ

図９，10に楕円錐ファントムを撮影した場合のにおいて安定した値となり，設定 SD である20 に近CTDIvol，DLP の結果を示す． 位置決め画像フィル

島根県立中央病院医学雑誌54

図５

SD for stepped cylinder phantom

第45巻（令和２年）

図６

SD for elipitical cone phantom

図７

CTDIvol for stepped cylinder phantom

図８

DLP for stepped cylinder phantom

図９

CTDIvol for elipitical cone phantom図 10

DLP for elipitical cone phantom

タによる影響はほぼ無くCTDIvol，DLP においてもSDと同様の結果となった．
２．
３．位置決め画像撮影時の線量率の比較
図 11に位置決め画像撮影時の線量率の結果を示す．AP，LR の両方向において 120 kVよりも100kVが低い結果となった．また，両方向共に有意差が認められた．

図 11

Dose rate in positionig imaging低管電圧撮影における CT 位置決め画像の被ばく低減を目的とした基礎的検討

３．考

察55

結果２．３において， 線量率は 100 kV が従来法の120kVよりも小さくなることが確認できた． これは，本研究では，低管電圧にて位置決め画像撮影を行っ管電圧が小さくなると出力される光子数が少なくなる

た場合について， 位置決め画像のフィルタ毎のCT-ためであり，位置決め画像の撮影では，管電流出力はAEC 動作特性，および線量率の比較検討を行った．

設定値で一定であるので，線量率が小さくなることで結果２．１，結果２．２より，凸型ファントムにおい被ばく低減につながると考える．て，FL02，03は設定 SD に近い値を示し．FL 01，04，４．結

05は， 設定 SDを大きく下回る値を示し，CTDIvol，語DLPも高値となった． つまり，FL 01，04，05では設

低管電圧撮影を行う場合において，位置決め画像の定 SD に対して過剰に管電流が出力されており，線量条件を変化させ，CT-AEC の挙動を確認した．位置決過多となる傾向であった．これは，Z 軸方向においてめ画像フィルタによっては CT-AEC の応答に変化が生急激に直径が変化する部分があることによって，CT-じることが確認できた．位置決め画像の撮影管電圧をAEC の特性として線量を計算する際の水近似等価長100kVとし，さらに適切な位置決め画像フィルタを用の急激な変化により応答が過敏になり，位置決め画像いることで，CT 画像の画質を従来と同等に担保したフィルタの違いによる影響が大きくなったと考える．

上で位置決め画像撮影の被ばく低減が可能である．

FL01で画像の平滑化処理により被写体厚が過小評価［参考文献］となったこと，FL 04，05で鮮鋭度が増すことで直径が異なる部分の境界が明瞭になったこと， これらがAdaptive SD に影響を与えたことが線量過多の原因と考える．
一方，楕円錐ファントムにおいては，SD，CTDIvol，

１）中 浦

猛：低 電 圧 CT の 有 用 性 と 位 置 づ け．

Innervision，2012; 27（5）: 14-17２）村松禎久，池田秀，木村春樹，他：学術調査研

究班報告

CT 用自動露出機構（CT-AEC）の性能DLPともに各フィルタの結果に差はなかった．このこ評価班

最終報告書．日本放射線技術学会雑誌，とから，楕円錐ファントムのように Z 軸方向における2007; 63（5）: 534-545

X 線透過率が緩やか変化する場合には，位置決め画像

３）濱崎洋志，加藤豊幸，梅津芳幸，汎用型半導体検フィルタによる画質の違いが CT-AEC の応答に及ぼす出器を用いた診断領域でのX 線測定における基本影響が少ないと考える．

特性．日本診療放射線技師会誌，2018; 65: 11-16