2017 Fiscal Year Research-status Report
ガフクロミックフィルムの不均一補正とCTの三次元計測に関する研究
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17K10380
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| Research Institution | Osaka Butsuryo University |
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Principal Investigator |
勝田 稔三 大阪物療大学, 保健医療学部, 教授 (40379722)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野口 敦司 大阪物療大学, 保健医療学部, 教授 (10716202)
丹喜 信義 大阪物療大学, 保健医療学部, 助教 (60441573)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Computed Tomography / 三次元線量計測 / 三次元線量分布 / Radiochromic film / 不均一性 / 紫外線ーA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フィルム型線量計を用いたComputed Tomographyにおける三次元線量計測法の研究の一部として，本年度は紫外線を用いたフィルム型線量計の不均一補正について研究を行った．
まず，フィルム型線量計の濃度上昇が紫外線の吸収量の変化に与える影響について研究し，紫外線量とフィルム濃度上昇が正の比例関係を示すが，その濃度変化による紫外線吸収量の変化は生じなかったことが判明し，「Intensities of Incident and Transmitted Ultraviolet-A Rays through Gafchromic Films」と題しJournal of Medical Physicsに掲載された．つぎに，紫外線波長385 nmのLEDを用いて作成した紫外線照射器具のGafchromic film XR-QA2とXR-SP2に対する最適な紫外線照射量について研究を行ったところ，XR-QA2に対しては12.800 mW/cm^2の紫外線強度で15分から20分程度の照射量が必要十分の照射量であり，XR-SP2に対しては12.800 mW/cm^2の紫外線強度で5分から10分程度の照射量が必要十分の照射量であった．これらは「Pre-irradiation duration of Gafchromic XR-QA2 for correction of non-uniform error」および「Development of ultraviolet ray irradiation device for Gafchromic XR-SP2 film」と題し，European Congress of Radiology (ECR 2018)において発表した．
また，平成30年度の研究の前研究として，半円柱型ファントムと XR-QA2を用い，CTにおける三次元線量分布作成の前実験を行った．本研究ではCTの撮影条件，撮影したXR-QA2フィルムから三次元データを作成するための二次元データの抽出とデータの回転についての研究の必要性について明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の研究目的と進捗予定に対し，評価を行う．
本研究の目的は，1．385 nmの紫外線Light Emitting Diode (LED)を使った紫外線照射装置の照射強度に関わる研究と，2．CTにおける種々スキャンの三次元線量分布図作成に関する研究であり，平成29年度は１のLED紫外線照射装置に関わる研究である．平成29年度は開発した紫外線照射装置を使用し，Gafchromic XR-QA2およびXR-SP2に対する最適な紫外線-Aの前照射の強度（時間）を決定する研究を行った．
まず，紫外線照射強度と時間の決定の前実験として，紫外線によるGafchromic反応層の濃度上昇が紫外線吸収に与える影響について研究した．次にGafchromic XR-QA2およびXR-SP2に対し，385 nm紫外線の単位時間当たりの照射量と照射時間について研究した結果，XR-QA2で20分およびXR-SP2で5分の照射時間で十分であることが判明し，次の研究に応用可能であることが判明した．
また，平成30年度の研究の前研究として，半円柱型ファントムと XR-QA2を用い，CTにおける三次元線量分布作成の前実験を行った．紫外線照射の有無，およびファントムの大きさの違いによる線量分布の違いについて，前実験を行い，Gafchromic XR-QA2の不均一補正は反応層の不均一と紫外線防止のオレンジ層の不均一の両方を補正する必要があることが判明した．この不均一は信号とノイズの比が小さい場合に特に問題となることも判明した．このことから，CTの高精度三次元線量分布を作成するには上記二種類の不均一補正を行うことが必要であることが判明した．紫外線を照射し，差分処理を行うことにより，同時に補正ができる結果を得た．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究として，申請時より予定していた，1）CTの三次元線量分布図の作成，および，2）新たに判明した問題点であるXR-QA2が白色LEDの可視光に反応することについて研究を進める．
1）のCTに三次元線量分布の計測においては8 ㎝から20 ㎝半円柱型ファントムを作成し，それぞれのファントムにおいてXR-QA2を用いてCTで実際の撮影を行い，三次元データの元データとして二次元データを作成する．撮影条件等については平成29年度の研究の一部として10 ㎝と16 ㎝のファントムを用い，予備実験として求めている．次にXR-QA2上の二次元データで三次元データに必要なデータ部分を抽出（領域抽出と回転修正）し，三次元線量分布の元データを作成する．この元データを用い，DICOMデータとして三次元データを作成し，DICOMビューワーにて表示可能なデータを作成する．
2）の新たに判明した問題点であるXR-QA2が白色LEDの可視光に反応することについては，XR-QA2が白色LEDの可視光に反応することが新たに判明したことから，画像スキャナでのスキャン時に，白色LEDやキセノンランプを用いたスキャナーにおけるスキャン時反応層の濃度上昇に影響を与える可能性が生じてきたので，白色LEDとキセノンランプの発行波長を波高分析機を用いて分析し，同時に照度計を用いて可視光の照度を計測することにより，可視光がXR-QA2に与える影響を解析する．この結果から可視光の影響を除去する方策を講じるとともに，高精度の線量計測が可能となるよう方策を講じる．
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| Causes of Carryover |
平成30年2月28日から3月4日に開催された世界的に権威のあるヨーロッパ放射線学にて発表するための研究分担者2名分の旅費として準備していたが，研究分担者2名が所用のため学会に参加できず未使用となった（研究内容は研究代表者が発表した）．
本未使用の研究費は，本研究において新たに判明した問題解決に用いる．新たな問題とは現在研究しているGafchromic XR-QA2 (RX-QA2)が白色LEDに反応することが経験されたことである．通常，RX-QA2は紫外線に反応しないように紫外線防護層が表面に存在する．しかしながら，白色LEDから発光する可視光に対しては全く考慮されていない．白色LEDRX-QA2の反応層に影響を与え，濃度上昇を生じることが経験された．白色LEDは蛍光灯や白色電灯に代わり，室内ではほとんどの場所で使用されている．また，本研究で用いる画像スキャナーも光源として，キセノンランプから白色LEDに変更されてきている．このため，分光光度計と照度計を新たに購入し，白色LEDのRX-QA2に対する影響について研究をする．
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[Presentation] Evaluation of novel film-folding type phantom for X-ray CT dosimetry2017
Author(s)
Nobuyoshi Tanki, Toshizo Katsuda, Tadao Kuwano, Rumi Gotanda, Tatsuhiro Gotanda, Tomoya Oue, Yuuna Sugihara, Shinya Imai, Takuya Akagawa, Yasuyuki Kawaji,
Organizer
8th JKMP2017
Int'l Joint Research
