診断最適画質と最低被曝化を実現するCBCTの撮影条件提示・線量管理システムの開発

• 研究課題/領域番号: 21K10104
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分57060:外科系歯学関連
• 研究機関: 日本歯科大学
• 研究代表者: 浅海 利恵子 日本歯科大学, 生命歯学部, 准教授 (30548243)
• 研究分担者: 坂本 彩香 日本歯科大学, 生命歯学部, 医療職員 (00794710) ; 河合 泰輔 日本歯科大学, 生命歯学部, 教授 (30350143)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: CBCT / 小児 / 画像評価 / 最適化 / 線量測定 / 成長期 / 診断画像 / 成長発育 / 線量管理

研究開始時の研究の概要

歯科用コーンビームCT（CBCT）検査は一般的なＸ線検査と比較し被曝線量が大きいが、放射線感受性の高い小児への検査も増加している。そこで撮影の最適化が求められる。一般歯科医院においても容易に線量管理・記録ができるツールが必要である。患者の年齢、体格、撮影目的等を考慮し、被曝低減と適正画像の獲得を可能にする撮影指針を作成し、患者個々に適応したCBCT撮影条件選択と線量管理を行うシステムを構築する。

研究実績の概要

本研究の目的は、患者の年齢、性別、体格、撮影目的を元に低被曝で適正画質が得られる撮影条件を簡便に選択でき、同時に線量管理も行えるシステムを開発することである。
文献による小児の年齢、性別による顎顔面の大きさの調査を行い、その調査結果をもとに、撮影に用いる乾燥頭蓋骨を入れる円柱ケースの大きさ（直径）を決めた。文献から男女の同年齢における顎顔面の大きさの差は基本的には女児と比較し、男児のほうが大きかった。また、顎顔面部の放射線の影響の男女差はほぼないとする文献の結果から、本研究では、顎顔面の大きさを基準に撮影試料の大きさを決定した。
CT、CBCTの画像解析では、歯科用頭部ファントムを用いた研究も多いが、既成のファントムは成人相当であり、小児用はなかった。そのため、試料を大きさの異なるアクリル容器に入れて、水を満たして撮影した研究を参考にした。小児（Hellmanの歯齢 III B）の乾燥頭蓋骨を容器に入れ、水を満たしてCT、CBCT撮影およびパノラマX線撮影を行った。CT、CBCT画像では臨床画像と同様な画像が得られたが、パノラマX線画像においては、撮影条件を変えても全体的にコントラストの少ない画像となった。パノラマX線画像との比較を行うためには、撮影試料の改良が必要と考えられる。小児の臨床画像では、撮影時間や位置付けの違いから、CTと比較し、CBCTでは動きによるアーチファクトが大きく、この違いを考慮した検討が必要だと考えられる。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

当初コロナ禍の影響で研究のための調査が進まなかった。また、試料の撮影を行ったが、試料の撮影画像から、撮影用試料（ファントム）の改良が必要になった。現在、臨床医における臨床画像の評価とファントムの撮影を行っている。

今後の研究の推進方策

研究の当初は、小児の歯科用コーンビームCT（CBCT）画像で、動きによるアーチファクト（画像のブレ）が多く生じていることをわかっていなかった。このアーチファクトが診断にどのくらい影響するのかを、また小児の臨床の画像からCTとCBCTでは動きによるアーチファクト（画像のブレ）が生じる割合がどのくらい異なるのかを考慮した観察を行う。臨床医に対して、症例ごとに求められる画像の質を調査する。撮影条件（撮像範囲、線量など）だけではなく、撮影時の適切な位置付け方法に関しても検討し、提示する。
放射線防護の最適化に向けた研究であり、被曝を少なくするということは大事であるが、適切な診断を行うための画像を獲得するための方策を提示することが目的である。CBCTとCTを比較することで、より検査の選択の幅を広げることができる。そこで、CT画像の観察も行う。
データ収集の終了後は、AI研究に精通した研究者の協力のもと、AI技術を利用した検討も行う予定である。