CTの被曝低減を目的とした総合的研究

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10285
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 山下 康行 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (60220349)
• 研究分担者: 北島 美香 熊本大学, 医学部附属病院, 准教授 (60305018) ; 宇都宮 大輔 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特任准教授 (30571046) ; 中浦 猛 熊本大学, 医学薬学研究部, 助教 (90437913) ; 尾田 済太郎 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特任助教 (80571041) ; 船間 芳憲 熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 教授 (30380992)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: CT / 放射線被曝 / フィルターバックプロジェクション法 / 逐次近似法 / 再構成アルゴリズム

研究実績の概要

CTにおける被曝低減を目的として、今年度も引き続きCTの臨床的有効性についての探索的研究としてCT検査が本当に国民の健康増進に寄与しているかどうかのエビデンスについてこれまでに出された数多くの文献を検証し、各領域における代表的疾患においてその臨床的有用性を検証した論文を集積し、CTの適応を検討した。一方被曝低減の基礎的及び臨床的研究として、放射線被曝低減を目的として下記の研究を行い、論文投稿し、論文が採択された。
1.　 移植ドナーに対する低被曝化の研究
100kVp +AIDR3Dのプロトコルを用いることで120Vp＋FBPの従来プロトコルに比べて被ばくを40%以上低減、造影剤を20%低減しても高いCNRと視覚評価が得られたことを示した。 特に実際のグラフト重量とCTでのシミュレーション計測が100kVp+AIDRプロトコルでもlow dose protocolを画質の面だけでなく、臨床的に使える手法であることを証明した。
2.　胸部CTにおける乳腺被曝低減の研究
今まで乳腺の被曝低減方法には複数報告されているが、SDを設定する自動露出機構Auto Exposure Controlは高体重患者での被曝が大きくなる問題点があった。胸部CTにおいては撮像時のCTDIvolを低く設定することで簡便に被曝低減が可能と考えられるが、体格によって実際の被曝低減率は異なっている。そこで近年、体格を考慮した新しい線量指標であるSSDEを用いて個々人の正確な被曝線量の予測を行った。スキャン前のスカウト画像から体格を測定し、SSDEが一定になるようにスキャンごとにCTDIvolを設定して、胸部CTを行った。これによりCTDIvolを一定にしてCTスキャンした群と比べて、患者間の乳腺被曝量のバラツキは減少し、被曝線量を低く抑えることが可能であった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

基礎的及び臨床的検討について論文投稿を行い、いくつかのものが既に採択されており、研究の進捗は良好と判断される。

今後の研究の推進方策

引き続き、初期の臨床研究の成果を基に頭部ＣＴ，胸部肺癌スクリーニング、心臓ＣＴ，腹部ダイナミックＣＴ、小児ＣＴの検査を初め、様々な領域において端施設及び多施設共同研究を実施し、画像のノイズ、アーチファクトならびに総合画質評価を、通常のfiltered back projection処理および逐次近似前後での画質について定量的定性的に評価する。その際、メーカー毎に処理法が異なることが予想されるので適宜同レベルの処理法かどうかを検証していきたい。
また、dual energy scanにおける評価も行いたい。

次年度使用額が生じた理由

購入予定であったコンピュータが既存のものと性能が余り代わらず、次年度高いスペックの製品が発売予定であるので、その際に購入予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Value of 100 kVp scan with sinogram-affirmed iterative reconstruction algorithm on a single-source CT system during whole-body CT for radiation and contrast medium dose reduction: an intra-individual feasibility study (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagayama Y.、Nakaura T.、Oda S.、Tsuji A.、Urata J.、Furusawa M.、Tanoue S.、Utsunomiya D.、Yamashita Y.
  • 雑誌名: Clinical Radiology 巻: 73 ページ: 217.e7～217.e16
  • DOI: 10.1016/j.crad.2017.09.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dual-region-of-interest bolus-tracking technique for coronary computed tomographic angiography on a 320-row scanner: reduction in the interpatient variability of arterial contrast enhancement (2018)
  • 著者名/発表者名: Kai Noriyuki、Oda Seitaro、Utsunomiya Daisuke、Nakaura Takeshi、Funama Yoshinori、Kidoh Masafumi、Taguchi Narumi、Iyama Yuji、Nagayama Yasunori、Hirata Kenichiro、Yuki Hideaki、Sakabe Daisuke、Hatemura Masahiro、Yamashita Yasuyuki
  • 雑誌名: The British Journal of Radiology 巻: 91 ページ: 20170541
  • DOI: 10.1259/bjr.20170541
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contrast enhancement in abdominal computed tomography: influence of photon energy of different scanners (2018)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Narumi、Oda Seitaro、Nakaura Takeshi、Utsunomiya Daisuke、Funama Yoshinori、Imuta Masanori、Yuki Hideaki、Nagayama Yasunori、Kidoh Masafumi、Hirata Kenichiro、Iyama Yuji、Namimoto Tomohiro、Kai Noriyuki、Hatemura Masahiro、Yamashita Yasuyuki
  • 雑誌名: The British Journal of Radiology 巻: 91 ページ: 20170285
  • DOI: 10.1259/bjr.20170285
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Model-based Iterative Reconstruction in Low-radiation-dose Computed Tomography Colonography (2018)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Narumi、Oda Seitaro、Imuta Masanori、Yamamura Sadahiro、Nakaura Takeshi、Utsunomiya Daisuke、Kidoh Masafumi、Nagayama Yasunori、Yuki Hideaki、Hirata Kenichiro、Iyama Yuji、Funama Yoshinori、Baba Hideo、Yamashita Yasuyuki
  • 雑誌名: Academic Radiology 巻: 25 ページ: 415～422
  • DOI: 10.1016/j.acra.2017.10.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Four-dimensional cone-beam computed tomography-guided radiotherapy for gastric lymphoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Toya Ryo、Saito Tetsuo、Shimohigashi Yoshinobu、Yotsuji Yohei、Matsuyama Tomohiko、Watakabe Takahiro、Kai Yudai、Yamashita Yasuyuki、Oya Natsuo
  • 雑誌名: Jpn J Radiol 巻: 36 ページ: 159～163
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11604-017-0698-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vectors through a cross-sectional image (VCI): A visualization method for four-dimensional motion analysis for cardiac computed tomography (2017)
  • 著者名/発表者名: Kidoh Masafumi、Utsunomiya Daisuke、Funama Yoshinori、Ashikaga Hiroshi、Nakaura Takeshi、Oda Seitaro、Yuki Hideaki、Hirata Kenichiro、Iyama Yuji、Nagayama Yasunori、Fukui Toshihiro、Yamashita Yasuyuki、Taguchi Katsuyuki
  • 雑誌名: J Cardiovasc Comput Tomogr 巻: 11 ページ: 468～473
  • DOI: 10.1016/j.jcct.2017.09.010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical potential of retrospective on-demand spectral analysis using dual-layer spectral detector-computed tomography in ischemia complicating small-bowel obstruction (2017)
  • 著者名/発表者名: Oda Seitaro、Nakaura Takeshi、Utsunomiya Daisuke、Funama Yoshinori、Taguchi Narumi、Imuta Masanori、Nagayama Yasunori、Yamashita Yasuyuki
  • 雑誌名: Emerg Radiol 巻: 24 ページ: 431～434
  • DOI: 10.1007/s10140-017-1511-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Radiation dose reduction using 100-kVp and a sinogram-affirmed iterative reconstruction algorithm in adolescent head CT: Impact on grey?white matter contrast and image noise (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagayama Yasunori、Nakaura Takeshi、Tsuji Akinori、Urata Joji、Furusawa Mitsuhiro、Yuki Hideaki、Hirarta Kenichiro、Kidoh Masafumi、Oda Seitaro、Utsunomiya Daisuke、Yamashita Yasuyuki
  • 雑誌名: Eur Radiol 巻: 27 ページ: 2717～2725
  • DOI: 10.1007/s00330-016-4679-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CT evaluation of living liver donor: Can 100-kVp plus iterative reconstruction protocol provide accurate liver volume and vascular anatomy for liver transplantation with reduced radiation and contrast dose? (2017)
  • 著者名/発表者名: Morikatsu Yoshida; Daisuke Utsunomiya; Masafumi Kidoh; Hideaki Yuki; Seitaro Oda; Shinya Shiraishi; Hidekazu Yamamoto; Yukihiro Inomata; Yasuyuki Yamashita
  • 雑誌名: Medicine 巻: 96（23） ページ: e6973
  • DOI: 10.1097/MD.0000000000006973
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Breast dose reduction for chest CT by modifying the scanning parameters based on the pre-scan size-specific dose estimate (SSDE) (2017)
  • 著者名/発表者名: Kidoh Masafumi、Utsunomiya Daisuke、Oda Seitaro、Nakaura Takeshi、Funama Yoshinori、Yuki Hideaki、Hirata Kenichiro、Namimoto Tomohiro、Sakabe Daisuke、Hatemura Masahiro、Yamashita Yasuyuki
  • 雑誌名: Send to Eur Radiol 巻: 27 ページ: 2267～2274
  • DOI: 10.1007/s00330-016-4618-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Shape and Enhancement Characteristics of Pancreatic Neuroendocrine Tumor on Preoperative Contrast-enhanced Computed Tomography May be Prognostic Indicators (2017)
  • 著者名/発表者名: Okabe Hirohisa,Hashimoto Daisuke,Chikamoto Akira,Yoshida Morikatsu,Taki Katsunobu,Arima Kota,Imai Katsunori,Tamura Yoshitaka,Ikeda Osamu,Ishiko Takatoshi,Uchiyama Hideaki,Ikegami Toru,Harimoto Norifumi,Itoh Shinji,Yamashita Yo-ichi,Yoshizumi Tomoharu,Beppu Toru,Yamashita Yasuyuki,Baba Hideo,Maehara Yoshihiko
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol 巻: 24 ページ: 1399～1405
  • DOI: 10.1245/s10434-016-5630-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Improving Image Quality of Intracranial CTA with Fully Model-based Iterative Reconstruction Technique: Comparison with Filtered Back Projection and Hybrid Iterative Reconstruction Algorithms (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitajima. M, Uetani. H, Tateishi. M, Nagayama, Y. Utsunomiya. D, Oda. S, 1)Kawano. T, 2)Nakajima. M, Yamashita. Y 1)Neurosurgery 2)Neurology
  • 学会等名: AOCNR2018
  • 国際学会
• [学会発表] 二層検出器スペクトラルCTを用いた dual-energy 心筋遅延造影 (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾田済太郎、榎本隆文、中浦猛、宇都宮大輔、木藤雅文、幸秀明、山下康行
  • 学会等名: 第28回日本心血管画像動態学会
• [学会発表] 心拍数が冠動脈プラークの定量値に与える影響に関するファントム実験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木藤雅文、宇都宮大輔、船間芳憲、坂部大介、中浦 猛、尾田済太郎、永山泰教、幸 秀明、平田健一郎、山下康行
  • 学会等名: 第86回日本心臓血管放射線研究会
• [学会発表] クローン病の評価に2層検出器スペクトラルCTを用いたCT enterographyが有用であった一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊牟田真功、田口奈留美、山下康行、土亀直俊
  • 学会等名: 第1回日本消化管Virtual Reality学会総会・学術集会
• [学会発表] Hepatic fat quantification using automated six-point Dixon methods: comparison with conventional chemical shift based gradient-echo sequences and computed tomography (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Namimoto, K. Shimizu, M. Nakagawa, K. Hirata, S. Oda, T. Nakaura, D. Utsunomiya, Y Yamashita
  • 学会等名: ISMRM 25th Anuual Meeting & Exhibition
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of filtered back projection, hybrid-and model-based Iterative reconstructions: tradeoff between noise reduction and inartificial visualization (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirata.K, Utsunomiya.D, Oda.S, Yuki.H, Nakaura.T, Yamashita.Y
  • 学会等名: SCCT2017
  • 国際学会
• [学会発表] Dual-energy CT colonography using dual-layer spectral detector computed tomography: feasibility of virtual monochromatic imaging for electronic cleansing (2017)
  • 著者名/発表者名: Taguchi.N, Oda.S, Imuta.M, Yamamura.S, Nakaura.T, Utsunomiya.D, Nagayama.Y, Funama.Y, Tsuchigame.T, Yamashita.Y
  • 学会等名: RSNA2017
  • 国際学会
• [学会発表] Virtual monochromatic image reconstruction with dual-layer spectral detector CT with 50% iodine load for hepatic dynamic CT: A matched-pair comparative study (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagayama.Y, Nakaura.T, Oda.S, Utsunomiya.D, Funama.Y, Iyama.Y, Taguchi.N, Yamashita.Y
  • 学会等名: RSNA2017
  • 国際学会
• [学会発表] Value of 100 kVp scan with SAFIRE on a single-source CT scanner during chest-abdominal-pelvic CT in oncologic assessment: An intraindividual feasibility study (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagayama.Y, Nakaura.T, Oda.S, Tsuji.A, Urata.J, Furusawa.M, Tanoue.S, Yamashita.Y
  • 学会等名: RSNA2017
  • 国際学会
• [学会発表] Brain Computed Tomography Using Iterative Reconstruction to Diagnose Acute Ischemic Stroke: Usefulness in Combination with Optimized Window Setting and Thin-Slice Reconstruction (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue. T, Nakaura. T, Yoshida. M, Yokoyama. K, Uetani. H, Oda. S, Utsunomiya. D, Kitajima. M, Harada. K, Yamashita. Y
  • 学会等名: RSNA2017
  • 国際学会
• [学会発表] Reducing the radiation dose for CT colonography using forward projected model-based iterative reconstruction solution: preoperative assessment in patients with colorectal cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: 田口奈留美、尾田済太郎、伊牟田真功、中浦 猛、宇都宮大輔、船間芳憲、幸 秀明、土亀直俊、山下康行
  • 学会等名: The 76th Annual Meeting of the Japan Radiological Society
• [学会発表] Hepatic fat quantification using automated six-point Dixon of 3.0T magnetic resonance imaging: Comparison with chemical shift based sequences and CT (2017)
  • 著者名/発表者名: 浪本智弘、清水紀恵、中川雅貴、平田健一郎、尾田済太郎、中浦 猛、宇都宮大輔、山下康行
  • 学会等名: The 76th Annual Meeting of the Japan Radiological Society
• [学会発表] Radiation dose reduction for adolescents head CT using 100-kVp and SAFIRE: Impact on grey-white matter contrast and image noise (2017)
  • 著者名/発表者名: 永山泰教、中浦 猛、辻 明徳、浦田譲治、古澤光浩、山下康行
  • 学会等名: The 76th Annual Meeting of the Japan Radiological Society
• [学会発表] 内視鏡通過不能の進行大腸癌に対してCT colonographyが有用であった一例 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田口奈留美、伊牟田真功、馬場秀夫、土亀直俊、山下康行
  • 学会等名: 第103回日本消化器内視鏡学会九州支部例会
• [学会発表] Cardiac Four-dimensional(4D) vector analysis of myocardial infarction using an image-besed motion-estimation algorithm at coronary CT angionraphy (2017)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Kidoh, Daisuke Utsunomiya, Yoshinori Funama, Takeshi Nakaura, Seitaro Oda, Hideaki Yuki, Kenichiro Hirata, Toshihiro Fukui, Yasuyuki Yamashita, Katsuyuki Taguchi
  • 学会等名: ASCI2017
• [学会発表] 冠動脈CTAにおける遂次再構成法による画質への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平田健一郎、宇都宮大輔、幸 秀明、尾田済太郎、中浦 猛、山下康行
  • 学会等名: 第85回日本心臓血管放射線研究会
• [学会発表] 頭部CTAにおけるFull-IR Forward projected model-based Iterative Reconstruction SoluTion（FIRST）の有用性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上谷浩之、北島美香、永山泰教、尾田済太郎、宇都宮大輔、山下康行、中島 誠、矢野茂敏
  • 学会等名: 第185回日本医学放射線学会九州地方会
• [学会発表] 2層検出器スペクトラルCTを用いたCT colonographyの初期経験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田口奈留美、伊牟田真功、尾田済太郎、山村定弘、村上晴彦、村田友佳、土亀直俊、山下康行
  • 学会等名: 第25回日本消化器関連学会週間JDDW2017