コンピュータ断層撮影線量指数

CTDI （コンピュータ断層撮影線量指数）は、 X線CT（コンピュータ断層撮影）において一般的に用いられる放射線被曝指数であり、1981年に初めて定義されました。 ^{[ 1 ] [ 2 ]} CTDIの単位はグレイ（Gy）で、患者の体格と合わせて吸収線量を推定することができます。小児などの小柄な患者の場合、CTDIと吸収線量は2倍以上異なることがあります。^{[ 3 ]}

定義

CTスキャナは通常、1つのビームで1回転中に複数のスライスを取得するため、CTDIは1軸回転の線量プロファイルを積分し、公称ビーム幅で割ることによって計算されます。^{[ 4 ]}

${\displaystyle CTDI={\frac {1}{nT}}\int _{-z}^{+z}{D(z){\text{d}}z}}$

ここで、 は 1 軸回転あたりに取得されるスライスの数、は 1 つの取得スライスの幅 (したがって、は公称ビーム幅)、 はスキャナの主軸に沿った位置で測定された放射線量(線量プロファイル) です。${\displaystyle n}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle D(z)}$ ${\displaystyle z}$

この測定は、典型的なスキャン長を表す 100 mm 標準ペンシル線量チャンバーを使用して行われることが最も多いです。

${\displaystyle CTDI_{100}={\frac {1}{nT}}\int _{-50mm}^{50mm}{D(z){\text{d}}z}}$ 。

水への吸収線量（患者の線量を参照するために使用）は通常、長さ約14～15cmの円筒形の頭部ファントム（直径16cm）または体幹部ファントム（直径32cm）で測定されます。^{[ 2 ]}${\displaystyle D_{w}(z)}$

CTスキャンによる線量分布は、レントゲン撮影による線量分布よりもはるかに均一ですが、それでも体中心部よりも皮膚付近の方がやや大きくなります。これを考慮するために、加重CTDIが導入されました。^{[ 5 ]}

${\displaystyle CTDI_{w}={\frac {1}{3}}CTDI_{100}^{中心}+{\frac {2}{3}}CTDI_{100}^{周辺}}$

上記の頭部または体幹部ファントムの中心位置と末梢位置で取得した測定値を使用します。

ヘリカルCTにおけるCTDI

ヘリカルCTでは、装置のピッチ（寝台がガントリー内を移動する速度 とX線管の回転周波数の係数）も患者の線量に影響を与えます。ピッチ係数Pは^{[ 6 ]で定義されます。}

${\displaystyle P={\frac {d_{360^{\circ }}}{C}}}$

ここで、はガントリ1回転中に寝台が移動する距離であり、はビームコリメーション（シングルスライスCT）または同時取得された全スライス画像（マルチスライスCT）の合計厚さである。したがって、ピッチを考慮するために以下の量を用いる。 ${\displaystyle d_{360^{\circ }}}$ ${\displaystyle C}$

${\displaystyle CTDI_{vol}={\frac {CTDI_{w}}{P}}}$

検出器列数の多いCTシステムでは、さらに広いチャンバーを用いた同様の対策が有効である。^{[ 7 ]}

CTDIはポリマーゲル線量測定法でも測定できる。^{[ 8 ]}

DLPとの関係

線量長さ積（DLP）はCTで使用するために次のように定義される量である。

${\displaystyle DLP=CTDI_{vol}.nT}$

については、上述の通りです（したがって、 は総スキャン長です）。この量は、平面放射線撮影で使用される線量面積積（DAP）に類似しています。 ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle nT}$

参考文献

1. Shope, Thomas B.; Gagne, Robert M.; Johnson, Gordon C. (1981年7月). 「透過型X線コンピュータ断層撮影による線量の記述法」. Medical Physics . 8 (4): 488– 495. Bibcode : 1981MedPh...8..488S . doi : 10.1118/1.594995 . PMID  7322067 .
2. Platten, DJ; Castellano, IA; Chapple, CL; Edyvean, S; Jansen, JTM; Johnson, B; Lewis, MA (2013年7月). 「ワイドビームCTスキャナの放射線量測定：医学物理工学研究所ワーキンググループによる勧告」 . The British Journal of Radiology . 86 (1027) 20130089. doi : 10.1259/bjr.20130089 . PMC 3922175. PMID 23690435 .  
3. McCollough, CH; Leng, S.; Yu, L.; Cody, DD; Boone, JM; McNitt-Gray, MF (2011年4月18日). 「CT線量指数と患者線量：それらは同じものではない」 . Radiology . 259 (2): 311– 316. doi : 10.1148/radiol.11101800 . PMC 3079120. PMID 21502387 .  
4. ダウセット, デイビッド・J.; ケニー, パトリック・A.; ジョンストン, R. ユージーン (2006). 『診断画像の物理学』（第2版）. ロンドン: ホッダー・エデュケーション. p. 430. ISBN 978-1-4441-1339-6。
5. 「AAPMレポート第96号 CTにおける放射線量の測定、報告、および管理」（PDF） AAPM 2016年12月12日閲覧。
6. Martin, Colin J.; Sutton, David G. (2015). 『医療における実践的放射線防護』オックスフォード: オックスフォード大学出版局. p. 288. ISBN 978-0-19-965521-2。
7. Geleijns, J; Salvadó Artells, M; de Bruin, PW; Matter, R; Muramatsu, Y; McNitt-Gray, MF (2009年5月21日). 「幅160mm、検出器列320列のコーンビームCTスキャナにおけるコンピュータ断層撮影線量評価」 . Physics in Medicine and Biology . 54 (10): 3141– 3159. Bibcode : 2009PMB....54.3141G . doi : 10.1088/0031-9155/54/10/ 012 . PMC 2948862. PMID 19420423 .  
8. Hill, Brendan; Venning, Anthony J.; Baldock, Clive (2005). 「診断用X線CTスキャナにおけるCTDI測定のための常酸素性ポリマーゲル線量計の新規応用に関する予備的研究」. Medical Physics . 32 (6): 1589–97 . Bibcode : 2005MedPh..32.1589H . doi : 10.1118/1.1925181 . PMID 16013718 .