CT撮影による被ばく線量を評価するWEBシステム

WAZA-ARIの臓器被ばく線量計算のしくみ

1. 測定

   CT機種ごとの線源データ（半価層・Lateral分布・CTDIなど）を測定します。

2. 線源データの組み込み

   測定した線源データを粒子・重イオン輸送計算コードPHITSに組み込みます。

3. 臓器被ばく線量の
   事前計算

   PHITSとVoxelファントムを用いて照射スライス毎の各臓器被ばく線量を計算します。

4. WAZA-ARIへの登録

   CT機種・撮影モード・ファントム（年齢・性別・体形）毎の臓器被ばく線量データベースを構築し、WAZA-ARIシステムに登録します。

5. 照射条件毎の臓器被ばく線量の計算

   （ここからWAZA-ARIシステム内での計算）
   管電圧、コリメーター、撮影範囲などの撮影条件と臓器被ばく線量データベースを用いて各臓器の被ばく線量を計算します。

6. 線量計算結果の登録

   線量計算した結果をユーザ施設毎に登録を行います。
   この際、撮影タイプや撮影日時を合わせて登録します。

7. 登録した線量の統計評価

   施設毎に登録した線量の統計評価することができます。統計評価は撮影タイプや期間などに分けて評価できます。

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計算可能なCT機種、撮影条件について

現在、計算可能なCT機種と撮影条件について下の表で示します。以下のCT機種により国内に設置されている約70%の台数をカバーしています。
（月刊新医療 医療機器システム白書2019に基づく概算）
計算可能なCT機種や撮影条件についてはユーザの希望を考慮して拡張していく予定です。

	フィルタ条件	管電圧 [kV]
Canon Aquilion 16	Large, Small	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion 64	Large, Small	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion CXL	Large, Small	80, 100, 120, 135
Canon Alexion	Medium	80, 100, 120, 135
Canon Alexion Access Edition	Medium	80, 100, 120, 135
Canon Alexion Lightning	Large, Small	80, 100, 120, 135
Canon Alexion Lightning Helios Edition	Large, Medium	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion PRIME Beyond Edition	Large, Medium, Small	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion PRIME Focus Edition	Large, Medium, Small	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion Prime SP	Large, Small	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion ONE ViSION Editon	Large, Medium, Small	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion ONE GENESIS Edition	Large, Medium	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion ONE NATURE Edition	Large, Medium	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion ONE PRISM Edition	Large, Medium	80, 100, 120, 135
Canon Aquilion Presition	Large1, Large2, Small1	80, 100, 120,140
Canon Aquilion Serve	Large, Medium	80, 100, 120, 135
Fujifilm Eclos 4	Normal	100, 120
Fujifilm Eclos 8	Normal	100, 120
Fujifilm Eclos 16	Normal	100, 120
Fujifilm SCENARIA	Normal, Small	80, 100, 120, 140
Fujifilm SCENARIA EX Edition	Normal, Small	80, 100, 120, 140
Fujifilm SCENARIA View	Normal, Small	80, 100, 120, 140
Fujifilm Supria	Normal	80, 100, 120, 140
Fujifilm Supria Advance	Normal	80, 100, 120, 140
Fujifilm Supria Grande	Normal	80, 100, 120, 140
Fujifilm Supria Grande Advance	Normal	80, 100, 120, 140
Fujifilm Supria Grande Premium	Normal	80, 100, 120, 140
GE LightSpeed 16	Large, Small	80, 100,120
GE LightSpeed RT	Large, Small	80, 100,120
GE LightSpeed Ultra	Large, Small	80, 100, 120
GE LightSpeed VCT	Large, Medium, Small	80, 120
GE BrightSpeed Elite	Large, Medium	80, 100, 120, 140
GE Discovery CT750HD	Large, Medium, Small	80, 100, 120, 140
GE Revolution HD	Large, Medium, Small	80, 100, 120, 140
GE OptimaCT660	Large, Small	80, 100, 120, 140
GE Revoluiton EVO	Large, Small	80, 100, 120, 140
GE Revoluiton GSI	Large, Medium	80,100, 120, 140
GE Revoluiton CT	Large, Medium, Small	70, 80,100, 120, 140
Siemens SOMATOM Sensation 16	Standard	80, 120
Siemens SOMATOM Sensation 64	Standard	80, 100, 120
Siemens SOMATOM Emotion 6	Standard	80, 110, 130
Siemens SOMATOM Emotion 16	Standard	80, 110, 130
Siemens SOMATOM Perspective	Standard	80, 110, 130
Siemens SOMATOM Scope	Standard	80, 110, 130
Siemens SOMATOM Definition Flash	Standard, Wide	80, 100, 120, 140
Siemens SOMATOM Definition Edge	Standard	70, 80, 100, 120, 140
Siemens SOMATOM Definition AS	Standard	70, 80, 100, 120, 140
Siemens SOMATOM Definition AS+	Standard	70, 80, 100, 120, 140
Siemens SOMATOM Force	Standard	70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150
Siemens SOMATOM Confidence	Standard	70, 80, 100, 120, 140
Siemens SOMATOM Drive	Standard	70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140
Philips Brilliance 64	Large	80, 120
Philips Brilliance iCT	Large, Small	80, 120
Philips Ingenuity	Large	80, 120
Philips IQon Spectral CT	Standard	80, 100, 120, 140

2023年6月2日現在

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計算可能なファントムについて

WAZA-ARI v2では下図に示すようなファントムに対するCT被ばく線量の計算が可能です。
成人ファントムについては平均的な日本人標準体型を想定して構築されています[1]。また、男児・女児のファントムはフロリダ大学で開発されたファントムを利用しています[2,3]。

[1] K. Sato, et al. "Japanese adult male voxel phantom consructed on the basis of CT images", Radiat. Prot. Dosim. Vol. 123, No. 3, 337-344, 2007.
[2] C. Lee, , D. Lodwick, and W. Bolch, “Hybrid computational phantoms of the male and female newborn patient: NURBS-based whole-body models”, Phys. Med. Biol. 52, 3309-3333, 2007.
[3] C. Lee, D. Lodwick, J. Hurtado, D. Pafundi, J. Williams, and W. Bolch, “The UF family of reference hybrid phantoms for computational radiation dosimetry”, Phys. Med. Biol. 55, 339-363, 2010.

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WAZA-ARI v2で示す実効線量と最近の医療被ばくの動向

WAZA-ARI v2では線量計算結果に「ED103」「ED60」として実効線量相当の値をICRP publication 103/60の組織荷重係数に基づく算出値として示しています。 この算出値はICRPの定めたファントムと算出方法が異なるため正確にはICRPの定める実効線量でなく、本計算にて使用したファントムの臓器線量、組織荷重係数に基づいて算出した値であることを理解し、参考値として利用してください。

ICRPは、成人以外の小児（新生児、1歳、5歳、10歳、15歳）の男女別のボクセルファントムを定義し( ICRP Publication 143)、年齢別の実効線量を外部被ばくにおいても計算できるようになりました。
臓器・組織が部分的に被ばくしたり極端に不均一な被ばくが生じる診断が主となる医療被ばくには実効線量の使用は適さないことが強調されてきました。それでも、異なる診断手法や相対的な線量の比較などには 有用な場合があるとしていましたが、実効線量を医療被ばくに適用することに対して、リスク予測の視点から適切ではないことがたびたび指摘されてきました。
確率的影響のがんリスクの大きさが年齢と性別に依存しているため、患者集団の年齢及び 性別の分布と、リスクの指標であるデトリ メントの計算の基礎となっている両性あるいは年齢の分布との間に著しい不一致がある場合には不適切となることが主たる理由でした。
しかし、最新のICRP Publication 147(2021)では、実効線量は医療被ばくの様々な場面で有用であることを強調し、その制約を認識しつつ活用することが勧告されています。
詳しくは次の解説論文を参照になります。

甲斐倫明、実効線量に関する最新の ICRP 勧告 :ICRP Publication 147 の解説, 保健物理,56(3),133 (2021);

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WAZA-ARI v2 ユーザマニュアル

WAZA-ARI v2 UserManual

WAZA-ARI v2の詳細なパラメータや線量計算方法について具体的に説明しているドキュメントです。

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撮影条件のリスト読み込み用のファイル

ユーザ利用システム機能選択から「リストファイルからの線量計算」を選択すると複数の撮影条件に対して線量計算と登録をまとめて行うことができます。
本機能でアップロードするCSVファイルの例とCSVファイル作成用Excelファイルです。

アップロードするCSVファイルの例

CSVファイル作成用Excelファイル
計算条件を入力後、「名前を付けて保存」の際に「CSV形式」で保存し、アップロードしてください。

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