勲 叢襟

Japanese Society of Radiological Technology(JSRT)

NII-Electronic Library Service

Japanese 　Sooiety 　^of 　Radiologioal 　Teohnology （JSRT _｝

謝 会 轗 僉6勿 　搬 ^【ノ7試ζ好^レ1るPMma4フ7ンみム 〆ごつe^｝τ 灘 7_諦

耄1鸞 蠶難 蠶灘 難 第34回 鰍 湖匿分 釋 会 謝 1会 発 表i抄 燦   ^{懸 繍窯驪 灘}纖 韈^覊黜灘 討論 会^テー_{マ ：}rX線 診 断 領 域に用^いる ファ ン トム でわ か る^こと」

X_線CT ^に用い る PMMA フ ァ ン トム に^つ いて

金沢大学　　越田 吉郎

　CT線 量^{に つ い て}，ICRPか ら出 版^され^た Publication 102 ”

ManagingPatientDoseinMulti⁻Detector

Computed 　tomograph ゾ^{に よ り線量評 価が 各 施}

設 間 で 同 じ見解で比 較で き る ように なった．_{線 量 評} 価 を行 う^に あ^{たっ て}統一_{的な見 方に つ い て考えて}

み た^い ．

1．なぜ、PMMA か ？

　 患 者の受け た線量 を個々の患 者すべ て の事 例で 線 量^の評 価 を 行 う^{こと は}実 務 的^に無 理^があ^る．そ のた め 人 体 を模 擬^{したフ ァン トムを}用^{い る}方 法は広

く受^け入^{れ ら}れ^{て いる}．その種 類^は用 途^の 目的^に応 じて様々 あ る．物理的ファ ントムと数 学 的ファン トム と の分 け 方，高 度・_{精 密 化と単 純 化との分 け 方}，個 人 重 視 型 と代 表 型 と^の分 け 方 な どである．そ^の基 本的^{な 考 え}方^をFig．1に 示 す．

代 表 性 重 視^{← 　 　 　 　→} 個 人 特 性 重 視

鱗_{ICRP，NORMAN}鯵辮_，GOLEM^細 _，GSF，…離^禰瓢 ^{治翳綴 。，}

…1

勲

^叢襟

詔霧醗 蜘1^…　　 懸 ^凝；；II2

　 　 　 　 　 　 　 　 　 ^{岩井 敏 氏 （三 菱}絶合^{研 究}所〉，杉浦伸之 氏 （近 畿大^学＞

　 　 Fig．₁ファン ト^ム の基 本 的^な考^え方

使 用^{して い ること に な る}．これ は出力線量 の保 守 管 理 や最 適 条 件^の検 討なども視 野^に入 れ^{る こ}と が^で きるた めで，^{具体 的に はポリメ タ ク リル酸メ チ ル樹} 脂Polymethyl　Methacrylate_（PMMA _）を使 用^して

い る，^このPMMA は特殊^な組 成^{では な く}，加工お よ び 入 手^が容 易^で あ^{る こ と が}大^きい 理 由^で あ^る ．

PMMA を含^む各 種ファン トム の組成^をTable1に 示 す．Perspex _（PMMA _）は国 外^のデー_タである．_通 常，PMMA の密 度は1．18〜¹，20と^い わ れて^い る．こ の範 囲^で製^{造 さ れて い るの で}，測 定^に大^{き な}問 題 は生^じさ^せ な^{い と}思^われ る．

Table ．1 各 種ファントム の組 成

Ma riヨ1E

「「ectivoa 量omicnumber

　Z面

De卩5ity

〔9・_{cm つ}

MassaUenua

量ioncoe 行iciont

（。mZ・_9つ

Llneara

吐enu置tionooefricignt 　（om ．1）

Water 7421001945O ．1945

Pers　ex（PMMA＞ 648119018360 ．2184 PMMA（K。置oKa　akuC。．） 6．471 、18

Wa肥r−e　lvalen 吐resion ア．5 ↑．o 高

度 化・

精 密 化

↑

↓ 単 純 化

　Fig．1は岩 井 氏と杉 浦 氏^の考え方で全 体 的に考 察 し，^どの フ ァン ト^ムを用^い る か を考え る 上で非常に

有 用 な もの で あ る。CT線量 を評 価 す^{る た め}，様^{々 な}

ファ ン トム が考^{え ら れて い るが}，現在 も^っ と も一_般

的 な評^{価 を}す^{るた めに}，岩 井 氏ら^の 考え方を参 考

にす^ると，代 表 型で単 純 化され た物^{理ファン トム を}

atアOkeV

2 ．PMMA 内^での CTDIの意 味^と用^い 方

　^{こ の}PMMA フ ァ ント^ムは，頭 部 用 （直 径^ユ6cm^の円 柱）と腹 部用 （^{直 径}32cm の円 柱 ）^の 2種 類^が考^{え ら}

れ て い る，人 体 内^{で の}線量分布^は一_{様では ない} ．し か し，CTで はガン トリの 中^{心 を}軸^にX線 管 球^が回 転 するの で線 量 分 布に は極 端 な 変 化は な^い と考え られ る．_大ま か に言^って，回転 中心 位 置^と周 辺 位 置

の線 量^を測 定^で きれ ば，か な り全 体^の線 量 分 布 傾 向を把 握で き る。測 定^で用^いるCTDI，。。などの意 味

の再確 認^{をし た い}． 　CTDI_{を 次 式}で 示す．

　 　 　 ／

CTD1 ^＝

　 　 　 　 丿V77∫^{D （・？dz}

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’酒磁 会発 表櫞 に^♪ 線 CTF・“Aヴい る鷹 7ア ンみ^{ム につ い}τ 齠 彦廨

こ こで，D（^z）は^z軸一E^の線 量 プ^ロファイ ル，Nは断層 ス ラ イス の数，Tは名 目^{上の スライス}厚^である．Fig，2に

そ^の様子 を示 す．

10mm

　 　 丿

一 ．．ゴ r、

1

　 　 　 　 　 1

   一

＝ 二 ⊇塑

F ^{− 1}

・TD・^・ 夛^{。 ∫・働}

D〔z）represents 　the　radia吐iondose PrDfilealongthezaxis、^Nis

numberoftomographicsections

and　Tis吐henormaltemographic

sectionthickness．

ICRPPublicatiom　102_〔A5_｝ ^一 100mm

Fig．2　CTDiの式 と線 量 との関係

　^{z軸 上を無限}大^に積 分^{する ことは}合^理的^{で はない} ．

した がっ て，以 前 よ り100mm にする か，150mm にす る か と^い う議論^{が あ り}，結 局 100mm ^が採 用^{さ れてい} る．ICRPPub ．102では そ れ を明確^{に してい} る．重 要 な

のは，単位 幅 （通 常は10mm 幅 ）の中での線量 を問題 に して^い る，^つ ま り、10mm 幅^の 間^に前 後^{の ス}ラ イス の線 量 分布 が 重 な り積 算 され た も^の と して線 量を評 価す^{る ということであ るの で}，1^{スライス にお ける}線 量分 布 （^z軸 上^の線量分 布 ）を積分 す る^こ とが，す な わ ち 連 続スキャンに お け る単 位 幅 （10mm _{幅 ）}の線 量^と

いう^{こ と で}ある．その様子をFig．3に示 す．_{破 線}で あら わ した 各スライス の ファ ン トム内^{で の z}軸 方 向^の線 量 分布^{は あ る}範 囲^{で スキャンされ る と}各 位 置^{では そ}れ^ら が 線量 として重な り合^い ，値 が 高くな る．図 中 の上 方

の実 線^{が そ れ を}表^{し て い る}，_{図 中}に100mm _幅の積 分 を示す 式を 示 した．

叫 ^一 献 ^聯

The　C丁DI嗣　^requlres 　Integration 　^og　the radiatiendoseprofile^fremasingleax「s

sGan　overspeGific　integration　I」mits．lnthe case　of　CTDIloo，^theintegratien　limits　are

±50mm ，^WhiChCOrFeSpQndStO［he　100 　　　　　　　 10mm mm 　Tength　ofthe　commercially　availab^{］e　　　《}厂一一一一一一→

‘_Pencil’_{ionisatjon　chamber}．　　　　　　　^fOOmm

　 　 　 　 ICRPPublication102（A5）

Fig．3CTDIIOO と100mm 幅の線 量 積 算

　一_般に一_{ス ラ イス にお けるファン トム内の分 布を}

ガ ウス分布^に近^{いよ うな 線 量}分布 と してFig．3^のよう

に示される こ とがあ^る．しか し，実^{際の ファ ン トム 内}

で ^の 線 量 分 布 をFig．4で 示^す．_中央にある幅^{を もっ} た強^{い 線 量}分 布 領 域^が存 在^し，その両 端^{にな だ}ら

100mm 長 さ

囚

．／“・・IL

150mm 長さ

這^』鉗

Fig．4　ファント^ム内で の線 量分布 と 　 　 　CT線 量 計の長 さの違^い

かな 線 量 分 布 が見 られる．これ はCT線 量 用OSL線 量 計で測定^{し た}結 果^である ．_{中 央}の強^い 線 量 域^は お も に一_{次 線による線 量であ り}，両 端^のな だ らか な 線量域は お も に^コ ンプトン散乱 に よ る 散乱^{線 に よ}

る分 布^である．_{腹 部}ファントム の場 合，ファ ントム 周 辺 位 置^の線 量 分 布 を 見る と，Fig、4のようにz軸 ヒ

の中^心部^の 線^量域^が強^{くなっ て い る}．し かし フ ァ ン トム中 心 位 置^の 線量分 布を 見 る^と， z軸 上^の 中 央

の強^い 線量域 が両 端^の 線 量域との 差 が な くなって くる．つ ま りz軸 中心 位 置^{で の}線 量 積 算 を 求 める場 合，CT_{線 量 計}の長さに依 存 する可能 性 があ る．ファ ントム 周 辺位置 の 線 量 に お^いて，CT線^量計^の長^さ がま^っ たく影 響^しな^い と は言^い 切れ な^い ．100mm 幅の電 離 箱で の積 算 値と150mm 幅で の電離 箱の

積 算 値^{で の}測 定^の違^いをFig．4に示^した．ファン ト ム が 頭 部 の場合径 が 腹 部 よ り短い の で，ファントム 周 辺^{とファン トム}中 央^{の z}軸^上の線 量 分 布^に大^{き な} 差は な^い ．し か し，周 辺 よ り中 央^の線 量 域 が 少な く なる，

　^{Fig，5にCT用腹 部フ ァ ントムの線 量 計 挿 入口 から}

見^{た 面 を 示 す}．通常，中 央に一_つ tそ して 周 辺 の 四

つ の部 分^に線 量 計^を挿 入^{できる よ}う^{になってい る} ．

これら五 か所で測 定^した値^からCTDIw が算 出^{さ れ} る．ま た，CTDI，。1とスキャン長 か らDLP が 算 出さ れ る．_{近 年}，CTの ビー_{ム幅が 多 列 化 に伴い 広くな}っ て い る．こ の こと はz軸^上の 線^量分 布^{に も 影} 響^{が あ}

り，CT線量計^の長さがCTDIwやCTDI． 。1の評 価^にも 影 響 が あ る よ うに思 わ れ る．そ^の 程 度^は今 後^の研 究^に待た な け れ ば な ら ないが，多^{列 化の}方 向は加

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謝 ^{会 発 翩 蝦   　襯} 671匡謝 いる脇 77・_{ンみム〆こつ ひ τ 脚 7躑}

Abdo

320mm

　 　 　 　1　 　 　 　 2

の ノ・；互CTD∬_1・・一 ＋

喜c^別 ₁・・卿 嗣

・町

。L^{、c臥 瞬 瑞 ・ 一 一 … 隴 ・}

D 五P 伽 ^（か・_{cm ）}；czo ノ．。^{，（m （か ）× scan}length（^c〃の

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 （ICRPPubllcatlon　102（A12D 　 　 　 　 （^EuropeanCommlssion、²⁰⁰⁰｝

Fig．5CT用腹 部ファ ン ト^ム

Table．2　 実 効 線 量 を求 め る た めの係 数k

Regionof 　body 　　^{k ｛rnSv} ・_mGy ’i・_cm ．1〕 　 　 　 　 　 　 O−_yearnld1−_yeer℃ld Headandn   k

HeadNeckChestAbdemen

　and　_peMs

Trunk

0．013　 　　0．OD85 0．011　　　0．0067 0．017　　　0．0120 0．039　　　0．0260 0．049　　　0．03DO O．044　　　0．0280

5−_year心ld10−_yea「−old　　　Ad］^随

0．0057　　　0．OO42　　　0．0031 0．0040　　　　0．0032　　　0．0021 0、0110　　　0．0079　　　0．0059 0．0180　　　0．e130　　　0、e140 0．02000．01500．0150 0．0190　 　 　0、0140　 　 　00150 ICRP　Publioa量lon　102〔A14・t7，0rgandoseendeffectivedose

ThecalcUla吐IDnofetfectivedoserequiresk ”owledgeoftheabsorbeddosestospe じlfic radiQsensitiveorganswlthlnbody ，^whicharetypicallyobtainedfromMo 帆eCarlomodels u51ng　methematicel 　anthropomorphic 　phantom5．^{and　recently　also　voxel}phantomsderlved fromCTscansoIh 目man じadave 「s、

・・anemplricales ヒlmaヒeo 「effectiyedose 、independentofscannertype，^{canba 　obteined}

（EC、^2。0。・）・si・gth・・el・ti。ns巾． EffeCtiVeDose＝：　k・_DLP

whare 　k　lsanempirical 　weighting 「acto「〔^mSv ・_mGyt ・_cm．1

）^吐hatisafunctienoIbodyreglon

速している．

　^{ま た}，DLPに よ る実効 線 量 評価も進展 して^い る．

そ れ に関 連^して ，ICRPはDLP に係 数kを 乗 じて実 効 線 量 を 算 出で き る と して^いる，Table2に，そ^の 係 数 k_（empirical 　weighting 　factor）と説 明 文 を 示 す． 従 来^{か ら}ICRPは実 効 線 量^を個 人^{に 適}応^{さ せ る もの}

で も な く，^{ま た}性別^を特に指 定せず，Reference man で評 価^{して い た}．それ^が，男 性^と女 性^の双 方^か

らの平均で評 価す る ように な り，^{こ の} Publicationで は小 児^を年 齢 別^で評 価^{して い る}。こ こに も，実 際^の 患 者 被ば くが 医療^{に お} ける線 量^の増 加^を反映^し，何

らかの見 解 を 示 さ な け ればな ら な^い 時 期 に来て^い る^ことが 窺が え る．

　^近年，CTDI の 測定値 ^に対 ^して，そ^の 吸 収 線 量 が 共 通^の認 識^{と して}何^の吸 収 線^{量 か とい} う話 題^が提 供さ れ て^い る．ICRPPublicationlO2の（A19）を 以 下 に引 用 する．

’t

（A19 ）…To^{avoid 　ambiguity 　in}theirnames and 　use ，^{new 　symbols}have　been　defined． ICRU _（2006 _）states 　that 　the 　quantities

recommended 　for　dosimetry 　in　CT　are

provisional^{．” ま た，（A20 ） も以 下に引用する．}

”（A20 ）The　quantitiesforCTdosimetry^and

the　symbols 　givenin　ICRU _（2006 _）are ：a）CT

airkerma　jndex　free−in−air （CK_），^integral　of　the CT　axial _airkerma 　profile^{a工ong 　the　axis}

rotation 　of　the　CT　scanner 　for　singie 　rota 亡ion

with 　a　single 　slice　divided　by　the　normal 　slice

thickness ；b）CTair 　kerma indexinthe

standard 　CT　dosimetry　phantom ^{（CK ，pMMA ）．} difined　similarly 　to　CK，but　for　the　air　kerma

profile^{inside 　the　PMMA}head　or　body

phantom ^{instead 　in　air ；c）weighted}CT

air−kerma 　index （CK、pMMA ．w）an 　analogue 　to　the definitiQn　of　CTDIw ；d）^airkerma −1ength product （PKL_），^theintegral　of　the　air　kerma

free−in−_{air　over 　a}line　parallel^{to　the　axis 　of}

ratation 　of　a　CTscanner ；and 　e）theCTair

kerma −length　product^{in　a　standard}phantom

（PKL ．cT ），defined^similarlyto　PKL　for

measurements 　insidethe standard 　CT

dosimetry　phantoms^．”

以^{上の こ と か ら}，CTDI で測 定^され^{た の は}電 離 箱CT 線 量 計で の測 定 値は空 気吸収線^{量 な の で}，^{そ れ を}

その ま ま用^{いた ら ど}う^だろうか とい う話 題である．

と^い うのは 以前か ら，CTDIの値 は空 気吸 収 線 量 な の で ，そ れ^にエ ネ^ルギー_ごとに算 出 され た 吸 収 線 量換 算係数 （質 量^エ ネ ルギー

吸 収 係 数^の比 ）^を乗^じ

て い た であ^るが，^{そ の}媒 質^を組 織^とす る か ア ク リル

樹 脂と す る か で そ の係 数 が異^{なっていた}．参 考^に， AAPM REPORT No ．96 （ReportofAAPM Task

CouncilGroup23 ，　January　2008 ）を 紹 介 すると，

ア ク リルの場 合0 ，78rad／R ，組 織^の場 合0 ．94rad／R ，

空気^の場 合0 ．87rad／R_{を 紹 介}して^い る．　Brag⁻Gray

の空 洞理論を 用^い て，空 気か ら 媒 質へ の吸 収^{線 量} を 評 価でき る が，CT用^の腹 部^{お よ び}頭 部フ ァ ント^ム

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