インプラント治療の骨質診断に有効なCBCTにおけるCT値に関する研究

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09636
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 十河 基文 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (70314391)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和田 誠大 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (20452451)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: CT値 / MDCT / CBCT / 臨床的骨質 / FOV / はみ出し

Outline of Annual Research Achievements

医科用のCTいわゆる全身用CT（以下MDCTとする）は、その白黒の画像濃度値において「CT値が出ている」といわれ、一方で歯科用のCT（以下CBCTとする）は「CT値が出ない」と言われている。これが現在の常識である。本研究はこの常識を覆すために行っている。別の言い方をすれば、「MDCTもCBCTも同じCTであるがその差はどこから生まれるのか」。また、「CBCTは本当にCT値は出せない装置なのか？」といった疑問を解明することが本研究の目的である。
実験手法として「MDCTであってもある条件下ではCT値が出ない」という状況を模索し、「その条件がCBCTで起こっているためCT値が出ない」という考えに展開をする。命題の「対偶」として、「MDCTでもCT値が出ない」という証明によって、「CBCTでもCT値は出る」という証明に展開をするロジックである。
2018年度は、以前、第3世代放射光施設(SPring-8、兵庫県)で計測をした自家製ファントムが約10年の歳月の中で物性劣化をしていたため、同じCT値になるように自家製ファントムの再作製に終始時間を費やした（SPring-8での利用費用が2日で約100万円だったので、手元にあるCBCTで過去の物性と同等になったことを確認した）。
2019年度は、同自家製ファントムを用いてMDCTにおいて様々な条件下でCT撮影を行い（申請書では実験1と4）、「どのよう条件であればCT値が変化するのか」を試行錯誤した。申請書に記載した事前の手法では思った結果がなかなか生まれず、条件設定を試行錯誤する1年となった。しかし年度末を迎えるにあたってようやく研究の方向性は見えだした。結果的には、CT値の変化に大きくまた適正に寄与するのは「金属棒」などではなく、FOVにおける骨の配置が最も強い影響を及ぼすことがわかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2019年度は「大きな撮影範囲（以降、撮影範囲のことをFOVとする）」の実験として、医科用CT（GE社、64列）にて申請書内の実験１と４を行った。【1：長管骨による障害】申請書では撮影障害物として脊椎を記載したが1つ1つが小さくまた各々がつながっていないため実験に適せず「長管骨」に変えて以下の5つの条件で実験（CT撮影を行い、ファントムの画像濃度値を計測）を行った。[条件1]自家製ファントムを空気中で撮影。[条件2]自家製ファントムを水中で撮影。[条件3]ヒト頭部マネキンの舌部に自家製ファントムを配置してCT撮影。[条件4]条件3に加え、FOV外に長管骨3本を一塊として貼付してCT撮影。[条件5]条件4でFOV外の長管骨3本をバラバラに配置してCT撮影。結果、条件1～3では「空気」「水」「ヒト頭部」とファントムの回りに障害物が増えていくとCT値は下がった。しかし条件4と5ではCT値の変化はほぼ無かった（期待した仮説に則っていない）。【2：長管骨・金属棒・豚骨・扁平骨（肩甲骨）による障害】ファントムのCT値の変化を探るために長管骨以外の障害物として、申請書には記載のない「金属筒（ステンレス製φ20㎜）×3本」「豚下顎骨×3個」「扁平骨としてヒト肩甲骨を複数枚」を準備した。ガントリ内面または頭部マネキン周囲に各々貼付してCT撮影を行った。結果、金属棒と豚骨は金属や歯のアーティファクトが強く適正な実験材料とはいえなかった。一方で人骨ではガントリ内面貼付のようにヒト頭部マネキンから離れていると影響が見られず、マネキンに貼付することで影響が出ることがわかった。そして長官骨よりも扁平骨のように広い面積で設置できる方が大きな変化を示すことがわかった。

Strategy for Future Research Activity

最終年度の2020年度は、2019年度の「扁平骨」をFOVの(1)内/(2)外/(3)境界部に設置してさらなるCT値の検証を行い、MDCTにおける検証を終える。続いてCBCTで広いFOVを持つ数機種で検証を行う予定である。

Causes of Carryover

2019年度は学会発表や論文掲載を出来るほど研究が進んでいないため、そのまま持ち越しされている（中でも使用したものはチャレンジするも自作ができなったので、ファントムを個人に依頼（自家製CTファントム2種類、5万円謝金）だけにとどまっている）。
■2020年度使用計画について（1,397,200円）：１．研究分担者和田先生：30万円。２．パソコン（初年度購入のパソコンをスペックアップしたパソコン）の購入：50万円。３．学会参加：10万円。４.論文英訳：10万円。５.論文投稿：10万円。６．実験ジグ購入：20万円。７.残りバッファー：約10万円。