造影剤と画像診断情報サイト Radiology & Interventional

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1.小児被ばくの適正化、新しい線量指標SSDEとは

ご存じのとおり、小児と成人では被ばくの感受性に違いがあり、体格差を考慮する必要があります。
日本では日本医学放射線学会、日本放射線技術学会、日本小児放射線学会から合同で「小児CT ガイドライン―被ばく低減のために―」として、小児被ばく低減のためのガイドラインが発行されています。

要約として以下の通り記載されています。
・小児は放射線に対する感受性が成人の数倍高い。
・小児は体格が小さいため、成人と同様の撮影条件では、臓器あたりの被ばく量は2倍から5倍になる。
・CT検査に当たっては、適応を厳密に検討し、小児のための撮影プロトコールを適用する。
   また、CT装置の品質管理に努める。
・医師は検査の必要性を患児、家族に十分説明する。1)

小児の感受性に関しては、英国において22歳以下でCT検査を受けた17万人を調査した報告では、50mGyの累積線量で脳腫瘍と白血病のリスクが2~3倍になったという報告もされています。2)
上記の通り、小児は放射線の感受性が高く、成人と同様の撮影条件では臓器線量が大きくなるため、小児用のプロトコール作成、CT装置に搭載されている機能のAEC・逐次近似法の使用、低管電圧撮影などを使用して撮影条件を専用に作成する必要があります。

2015年に発表された日本の診断参考レベル(以下DRL)は小児・新生児用についてもDRLを発表しています。

諸外国では、米国が小児の被ばく低減のために、「Image Gently」という子供の体の大きさや厚みに合わせて条件を工夫し、なるべく低い線量で(ただし必要な画質を損なわない範囲で)撮影をするように働きけるキャンペーンを展開しています。

米国では、American College of Radiology (ACR:米国放射線学会)は線量データの蓄積を目的にCT DIR (Dose Index Registry)を行っており、2013年1-8月の期間で150万件の成人と80万件の小児検査の線量データを収集し、解析をしています。

また、EUではEuropean Society of Radiology (ESR:欧州放射線学会)より、PiDRL – European Diagnostic Reference Levels for Paediatric Imaging、が2015年10月に発表されています。

これらは小児の線量適正化を行うための手段として、撮影条件の最適化支援に、小児撮影条件作成用の支援ツールや、小児専用のDRLを調査・発表を行っています。
CT検査の線量指標としてはDLPとCTDIvolが一般的で、線量指標として用いられますが、前回のメールマガジンでご紹介のとおり、患者様体型に合わせたものではなく、CTDIvolは16cm、32cmの2種類のアクリルファントムの値となっています。

よって、CTDIvolでは異なる体型の患者に、同じ撮影条件下での検査を行った場合、CTDIvolでは同じような値もしくは体型の小さい患者(小児)が大きい患者(成人)よりも小さくなります。
しかし、実際はどうなのでしょうか、体型間の感受性などの差をCTDIvolは把握することはできるのでしょうか?

【CTDIvolで考えると】
左撮影条件:120kV、100mAs、右撮影条件:120kV200mAs(共に腹部用32cmファントム使用)
CTDIvolで考えると

しかし実際には体型差の考慮がされていないので、被ばく線量は異なってくると考えられます。

近年ではこの体格差を考慮した線量指標として、American Associations of Physicist in Medicine(以下AAPM:米国医学物理学会)が考案した、患者様の体型を考慮した新しいCT被ばくの推定値であるSize Specific Dose Estimation(以下SSDE)を用いることも広がっています。

【SSDEで考えると】
左撮影条件:120kV、100mAs、右撮影条件:120kV、200mAs
SSDEで考えると
CTDIvolはサイズが規格化されたファントムの値を用いる指標に対し、SSDEは患者様スライス断面を用いて計算される線量値です。
撮影を行った患者様の画像を用いて係数算出し、患者様ごとの線量を推定できる値となっています。
APとLATの和から変換テーブルを用い等価円の直径を算出し、等価円の直径から対応した変換係数をCTDIvol掛けます。 SSDEの計算方法

※変換テーブル、変換係数:AAPM Report No.204: Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in Pediatric and Adult bodyCTExaminations

SSDEの計算は直径からの等価円算出や、変換係数を使用しなければならないため、算出するには煩雑な計算が必要となります。

最新の線量管理システムはこのSSDEを自動計算し、ICRP103、DLP、CTDIvolなどの線量指標と同じように管理できるシステムがあります。(図1)

図1:線量管理システムのSSDE表示例
図1:線量管理システムのSSDE表示例

1) 小児 CT ガイドライン―被ばく低減のためにー日本医学放射線学会 、日本放射線技術学会 、日本小児放射線学会
2) Radiation exposure from CT scans in childhood and subsequent risk of leukaemia and brain tumours: a retrospective
      cohort study:THE LANCET Volume 380, Issue 9840, 4–10 August 2012, Pages 499–505

2. k-spaceのkってなに?

MRIの撮像法において頻繁に出てくる用語としてk-space(k空間)があります。
得られたMR信号を保管している場所であり、このデータをフーリエ変換することで私達が普段目にする画像になります。

このk-spaceは得られたMR信号の低~高周波の成分が混ざった多くの波の集合体です。
その埋め方は撮像シーケンスに由来(Liner, Centric, Radial, Spiral等)するものや、任意に並べ替え(re-order )たり、意識的に収集数を減らし不足分を補う(k-space based parallel imaging, Compress Sensing等)手法など多彩です。

また、これらk-spaceの埋め方による固有のアーチファクトがあり、画像上に出現したアーチファクトの原因がシーケンス由来なのか、装置トラブルによるものかを調べるためにk-spaceのデータを確認することは有効な手段となっています。

k-spaceのkってなに?
ところで、このk-spaceのkってなに?と思ったことはありませんか。
このk、他の単位と同様に人の名前が由来です。
ドイツ人のハインリッヒ・カイザー(Heinrich Gustav Johannes Kayser , German:1853–1940)の頭文字から引用されています。

このkはCGS系における単位長さあたりの波の数の単位cm-1であり、周波数fは単位時間あたりの波の数であることから、波の伝播速度をvとすると、f = k・vとなります。

現在、国際単位系(SI)における波数の単位は毎メートル(m-1)であるが、電磁波の波数の場合はCGS単位系の毎センチメートル(cm-1)を使う場合があり、カイザー(K)という固有名称を用いることがあるそうです。この記号は国際単位系(SI)では温度の単位ケルビンに割り当てられていため、アメリカ国立標準技術研究所は、1 cm-1にKの文字を使用するのを中止するよう勧告しているそうです。

初期にはバルマー (balmer)、リュードベリ (rydbery) という単位名称も提案されたそうですので、b-spaceとかr-spaceの可能性もあったのかもしれません。

☆編集後記☆
小児は年齢によって大きく体格が異なるため、成人のように標準体型を作成することが難しいことがあります。その体格差を考慮できるSSDEのメリットをご案内致しました。
MRIトピックスでは普段何気なく使用している言葉、その中の一つk-spaceのkの意味をご理解いただけたのではないでしょうか。

少し早いですが、今号で2015年の医療機器関連メールマガジンは最終号となります。
今年もご愛読ありがとうございました、来年も皆様に少し役立つ情報をお届けできるよう努めてまいります。
来年も引き続きご愛読宜しくお願い致します。

L.JP.MKT.RI.10.2015.0853


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