ノート面積線量計を用いたリアルタイム線量モニタの作成と - MT Pro

面積線量計を用いたリアルタイム線量モニタの作成とその臨床応用
（松原・他）
719
面積線量計を用いたリアルタイム線量モニタの
作成とその臨床応用
ノート
松原孝祐・越田吉郎1）・福田篤志2）
魚山義則・飯田泰治・水島隆
論文受付
2003年12月16日
論文受理
2004年 2 月24日
金沢大学医学部附属病院放射線部
1）
金沢大学医学部保健学科
2）
滋賀県立成人病センター放射線部
Code Nos. 620
815
緒言
ックフィルムや低感度X線フィルムを用いる方法，ケ
近年，interventional radiology
（IVR）
の発展進歩とと
アグラフを用いる方法，さらには実測を行わないnon
もに，その適用症例が増えてきている．しかし，長時
dosimeter dosimetry
（NDD）
法などがあるが，面積線量
間の透視と多数回の撮影により患者皮膚線量が増大
計を用いる方法はリアルタイムに患者皮膚線量をモニ
し，これに起因する障害が血管系IVRにおいて報告さ
タリングするための有効な手段の一つであり，これま
．このような障害の発生を防ぐために
でにもその特性や有用性が報告されている3∼6）．しか
は，手技中の患者皮膚線量を正確にモニタリングする
し表示される値は面積線量値であり，この値を入射皮
れている
1，2）
3）
ことが重要であり，それは血管系IVRのみならず，
膚線量
（entrance skin dose，ESD）
に変換する必要があ
血管造影検査や消化管造影検査，非血管系IVRなどに
るため，真のリアルタイム線量モニタとはいえな
おいても同様である．
い．
そのモニタリングには面積線量計を用いる方法，
そこで今回われわれは，C言語を用いて面積線量計動
thermo luminescence dosimeter
（TLD）
を用いる方法，
作プログラムを作成し，検査・手技中にリアルタイム
skin dose monitor
（SDM）
を用いる方法，ラジオクロミ
にESDを表示することができる線量モニタを作成し
Creation and Clinical Application of Real-time Dose Monitor Using Dose
Area Product Meter
KOSUKE MATSUBARA, KICHIRO KOSHIDA,1） ATSUSHI FUKUDA,2） YOSHINORI UOYAMA,
HIROJI IIDA , and TAKASHI MIZUSHIMA
Department of Radiology, Kanazawa University Hospital
1）
Department of Radiological Technology, Kanazawa University
2）
Department of Radiology, Shiga Medical Center for Adults
Received Dec. 16, 2003;
Revision accepted Feb. 24, 2004;
Code Nos. 620, 815
Summary
The management of patient dose has become more of an issue in recent years. Dose can be determined
non-invasively and in real time through the use of a dose area product meter, but it is the area dose value
that is obtained. Therefore, we created a program that estimates entrance skin dose
（ESD）
in real time from
area dose values obtained during procedures. We used Microsoft Visual C++ 6.0
（Standard Edition）
for the
programming language and C language for the programming environment. The value was a maximum 285.4
mGy at ileus tube insertion when measuring ESD for radiography of the digestive organ and non-vascular
type IVR using the created program and seeking the average according to the procedures. The program that
we created can be considered valid for monitoring ESD correctly and in real time.
Key words: Dose area product meter, Entrance skin dose, Real-time dose monitor
別刷資料請求先：〒920-8641
2004 年 5 月
石川県金沢市宝町13-1
金沢大学医学部附属病院放射線部松原孝祐宛
日本放射線技術学会雑誌
720
た．また実際にX線透視撮影装置の絞り前面に取り付け
機能を持たせた．両者を区別して正確に分けることは
て，消化管造影検査，非血管系IVRなどにおけるESDの
困難であるが，今回は面積線量値で100mGy・cm2/sを
測定を行ったのでその結果も合わせて報告する．
閾値として，これを超えたら撮影線量，超えなければ
透視線量として分けることにした
（Fig. 1）
．
1．方法および使用機器
1-1 プログラム作成
1-4 臨床での実測
面積線量計に 1 秒ごとに表示される積算面積線量値
面積線量計の検出部である平行平板型電離箱をX線
をRS-232Cインターフェイスを通してノートパソコン
透視撮影装置の絞り前面に装着し
（Fig. 2）
，実際にプ
に取り込み，皮膚線量に換算してリアルタイムに表示
ログラムを稼働させて消化管造影検査49件，非血管系
するプログラムの作成を行った〔OS：Windows98
IVR27件，その他29件のESDを実測した．それぞれの
（Microsoft）
〕
．開発環境はVisual C++
（Microsoft）
であ
内訳をTable 1に示す．得られたESDは検査・手技別に
る．対象とする面積線量計は PTW社製・
分類し，その平均値，撮影線量の占める割合，標準偏
DIAMENTOR M2
（オーバーチューブで校正）
とし，作
差を求めた．
成に際してはDIAMENTOR M2シリアルインターフェ
臨床での実測における使用機器は以下のとおりであ
イス説明書を参照した．ポートの設定は 8 ビットコー
る．
ド，1 スタートビット，1 ストップビット，2400ボ
・面積線量計：DIAMENTOR M2
（PTW社製）
ー，パリティなしとした．また，RS-232Cインターフ
・X線透視撮影台：ZS-30 B1-P
（島津製作所製）
ェイスを用いてデータを取り込むためのVisual C++用
・X線管：CIRCLEX0.3/0.8P38C
（inherent filter：
のシリアル通信ライブラリであるerslib.h
（ ERSLIB
1.5mm）
（島津製作所製）
Ver1.4）をヘッダファイルとして用いた（ http://
・可動絞り：RF-30
（1.0mmAl）
（島津製作所製）
www.vector.co.jp/soft/win95/prog/se224900.html）
．
・インターフェイスケーブル：RS-232C
・ノートブック型パソコン：Dynabook
（東芝社製）
1-2 面積線量値からESDへの変換式
面積線量値からESDへは，式
（1）
を用いて変換する
2．結果
ことができる3，4）．
2-1 面積線量計動作プログラム
作成したプログラムは患者情報登録プログラムと面
ESD=
（K・DAP/IIφ）
・
（FID/FSD）・BSF・
2
（een/ρ）
/ en/ρ）
（1）
Tiss（e
Air ……………………
積線量計動作プログラムとに分けた．あらかじめ患者
情報登録プログラムを起動し，患者ID，氏名，生年月
日，性別を登録したファイルを作成しておく
（Fig. 3）
．
これはその患者に対して初めて用いる場合のみでよ
K：面積線量計の校正係数
2
DAP：面積線量計の表示値
（mGy・cm ）
IIφ
い．次に面積線量計動作プログラムを起動し，FID
2
（cm）
，FSD
（cm）
，IIφ
（cm2）
を入力すると，動作選択画
FID※1：焦点−I.I.間距離
（cm）
面に移る
（Fig. 4）
．ここで“M：Call for measured Values”
※1
FSD
BSF
：I.I.面での照射面積
（cm ）
※1
※2
：焦点−皮膚間距離
（cm）
を選択すると，測定時間
（sec）
の入力を要求してくる．
：後方散乱係数
検査・手技に合わせて時間を入力し，Enterキーを押す
（een/ρ）
/ en/ρ）
Tiss（e
Air
※2
：組織線量変換係数
とデータ収集がスタートする．データ収集中は毎秒ご
とに積算のESD
（撮影線量，透視線量，合計）
に分けて
※1に関しては，プログラム初期画面において，検
表示されていく．データ収集が終了すると，最終結果
査・手技や患者の体型などに合わせて入力できるよう
が表示される
（Fig. 5）
．このデータを保存するかどうか
にした．また※2に関しては，現段階では検査中にX
を選択し，保存する場合は日付，検査情報を入力する
線線質の変動
（管電圧の変動）
に追従していくことが困
ことにより，データはFig. 6のように保存される．これ
難なため，線質の変動を加味した平均値（管電圧
らを患者別にフロッピーディスクなどに保存すること
80kV，実効エネルギー34keVにおける値）
をあらかじ
により，患者別の被曝線量管理が可能となる．
7，8）
めプログラムに組み込ませた
．
2-2 臨床での実測結果
1-3 透視線量と撮影線量の分類
X線透視撮影装置で行われる消化管造影検査，非血
今回作成したプログラムには，ESDを透視による線
管系IVR，その他のESDの実測結果
（平均値）
をそれぞ
量
（透視線量）
と撮影による線量
（撮影線量）
とに分ける
れTable 2∼4に示す．消化管造影検査のなかでは小腸
第 60 卷第 5 号
面積線量計を用いたリアルタイム線量モニタの作成とその臨床応用
（松原・他）
Fig. 1 Time series data
（radiography of stomach）
obtained
by the dose area product meter.
The pointed peaks are radiography, and the parts
that appear like small mountains are fluoroscopy.
The threshold between radiography and fluoroscopy
is 100 mGy・cm 2/s.
Table 1
721
Fig. 2 Arrangement of the dose area product meter.
The ionizing chamber is placed on the collimator.
Breakdown and number of inspections or hand
skills required for measurement.
① Radiography of digestive organ
Radiography of esophagus
Radiography of stomach
ERCP＊1
Radiography of small intestine
Biliary tube enhancement
Radiography of Barium enema
Fistulography
Ileus tube enhancement
Radiography of Gastrointestinal tract
49
2
6
5
4
8
10
4
2
8
② Non-vascular type IVR
PTCD＊2
Ileus tube insertion
Biliary stent insertion
Abdominal drainage
Biliary tube exchange
27
10
8
3
2
4
③ Others
IVH＊3 insertion
IVH port insertion
Myelography
CF＊4
29
11
3
4
11
Fig. 3 Patient information entry screen.
Patient ID, patient name, date of birth, and gender
can be entered. Entry is for first-time patients only.
＊1endoscopic
retrograde cholangiopancreatography（内視鏡的逆行性膵
胆管造影）
＊2percutaneous transhepatic cholangiography drainage
（経皮経肝胆管ド
レナージ）
＊3intravenous hyperalimentation
（経中心静脈高カロリー輸液）
＊4colon fiber
（大腸ファイバー）
Fig. 4 Dose area product meter operation program.
It is necessary to enter FID, FSD, irradiated area
at I.I. surface, and scan time. The results, which are
displayed every second, are divided into fluoroscopic
dose and radiographic dose.
2004 年 5 月
日本放射線技術学会雑誌
722
Fig. 6 Example of data recorded by the program.
Date, dose of radiography, dose of fluoroscopy, total
dose, and inspection information are recorded for
every patient.
Fig. 5 Display of results.
When date and inspection information are entered,
the result is recorded as in Fig.6.
Table 2 Average ESD of all inspections of radiography of digestive organ.
Case
ESD（mGy）
S.D.（mGy）
Rate of Rad.（％）
Radiography of esophagus
2
33.94
15.74
30.33
Radiography of stomach
6
182.67
62.59
25.12
ERCP
5
110.51
56.41
23.89
Radiography of small intestine
4
261.34
134.78
17.27
Biliary tube enhancement
8
77.69
73.16
24.10
10
199.82
60.33
28.25
Fistulography
4
40.03
15.08
23.11
Ileus tube enhancement
2
71.25
10.15
27.31
Radiography of gastrointestinal tract
8
75.67
15.99
28.16
Radiography of barium enema
Table 3 Average ESD of all hand skills in non-vascular type IVR.
Case
ESD（mGy）
S.D.（mGy）
Rate of Rad.（％）
10
147.47
123.57
6.40
8
285.37
177.29
2.34
Biliary stent insertion
3
155.57
68.11
3.66
Abdominal drainage
2
74.98
53.42
4.23
Biliary tube exchange
4
80.61
20.93
3.14
PTCD
Ileus tube insertion
Table 4 Average ESD of all inspections or hand skills in other procedures.
Case
ESD（mGy）
S.D.（mGy）
Rate of Rad.（％）
11
9.99
6.99
5.19
IVH port insertion
3
14.03
7.12
6.53
Myelography
4
95.79
27.24
45.52
11
44.79
44.02
0.00
IVH insertion
CF
第 60 卷第 5 号
面積線量計を用いたリアルタイム線量モニタの作成とその臨床応用
（松原・他）
723
造影が261.3mGy，非血管系IVRのなかではイレウス
ことによって，ESDを下げることが可能である．ま
管挿入が285.4mGyと高い値を示した．また，消化管
た，消化管造影検査と非血管系IVRを比較すると，消
造影検査では撮影線量が全線量の20∼30％を占める傾
化管造影検査では撮影線量が全体の20∼30％を占めて
向にあるが，非血管系IVRでは撮影線量の占める割合
いるが，非血管系IVRでは撮影線量の占める割合は最
は10％以下であり，透視線量がほとんどを占めてい
大でPTCDの6.4％である．このように各検査・手技に
た．その他に分類した 2 検査・2 手技にはESDが
おける撮影線量と透視線量の割合が分かると，各検
100mGyを超えるものはなかったが，検査・手技の種
査・手技に合わせたESD低減の方法を提案することも
類により撮影線量の占める割合に大きな違いがみられ
可能であり，そのためにも今回作成したプログラムを
た．
使用することは非常に有効であるといえる．
なお越田ら6）は，面積線量計の最大誤差を面積線量
3．考察
計表面での照射野が 6cm×6cm以内ならばȀ17.6％とし
今回は面積線量計をリアルタイム線量モニタとして
ているが，FID，FSD，IIφの変動による誤差を考慮に
用いるための面積線量計動作プログラムの作成と，そ
入れても，これらの値を各検査・手技に合わせて適切
れを用いた臨床でのデータ収集を行った．医用X線に
に入力すれば，全体としての誤差はȀ20％程度に抑え
よる患者被曝線量を正確に評価することは，被曝低減
られると考えている．
のためにはとても重要なことであり，かつ基本となる
ことである．面積線量値をESDに変換するプログラム
4．結語
を作成するにあたり問題となった点は，各検査・手技
今回作成した面積線量計動作プログラムによって，
中にFID，FSD，IIφ，X線線質
（管電圧）
が常に変化す
ESDをリアルタイムに透視・撮影線量別に表示させる
ることである．しかし，これらをリアルタイムに追従
ことが可能になった．このことは患者の過剰被曝防止
することは現段階では困難である．そこで今回は検査
のためにはとても重要なことであり，このプログラム
ごとにあらかじめFID，FSD，IIφを入力させ，後方散
を用いて各検査・手技中に施行医に対して注意を促す
乱係数
（back scattered factor，BSF）
および
（e en/ρ ）
Tiss/
ことが可能となる．
（een/ρ）
（組織線量変換係数）
については装置の線質の
Air
各検査・手技がより複雑化することに伴い，更に被
変動を加味した平均値をあらかじめプログラムに組み
曝線量の増加が予想される．したがって今後は患者皮
込ませておくことにした．BSFおよび組織線量変換係
膚面での照射野，線質などの詳細なデータが入力可能
数の設定誤差については，X線透視撮影装置で用いる
である，より精度の高いシステムを作成し，臨床応用
管電圧の範囲においてInternational Electrotechnical
していくことが望まれる．
Commission
（IEC）
規格における面積線量計の誤差範囲
なおプログラムを必要とされる方は，
7∼9）
（Ȁ25％）
に比較し小さいため
，各検査・手技ごと
に入力する必要性はないと考えた．また，今回はPTW
[email protected]までメールにてお知ら
せくだされば，随時添付ファイルにてお送りする．
社製のDIAMENTOR M2を対象としたプログラムを作
成したが，RS-232Cインターフェイスに対応した面積
謝辞
線量計であるならば，ポートの設定などを変えること
稿を終えるにあたり，プログラム作成に関するご助
によって今回のプログラムを適用できると考える．
言をいただきました東洋メディック株式会社の金井幸
臨床における実測結果
（検査・手技の種類別の平均
三氏，金沢大学医学部保健学科の中山和也先生に御礼
値）
をみると，消化管造影のなかでは小腸造影，非血
申し上げます．また，臨床でのデータ収集に際してご
管系IVRのなかではイレウス管挿入で特にESDが高く
協力くださった金沢大学医学部附属病院の医師・看護
なった．確定的影響のしきい線量と比べると問題とな
師・診療放射線技師の皆様に御礼申し上げます．
る線量とはいえないが，撮影線量の占める割合がそれ
ぞれ17.3％，2.3％と低いことから，透視をこまめに切
なお，この論文の要旨は第30回秋季学術大会
（松江）
ることにより透視時間を最小限に抑えたり，パルス透
および第59回総会学術大会
（横浜）
において発表した．
視が可能な装置ならば，パルスレートを下げたりする
2004 年 5 月
日本放射線技術学会雑誌
724
参考文献
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area product measurements in interventional radiological
図表の説明
Fig. 1
面積線量計より得られた時系列データ
（胃造影）
とがったピークは撮影，小さな山なりの部分は透視を表している．撮影と透視の閾値は100mGy・cm 2/sである．
Fig. 2
面積線量計の配置図
イオンチェンバーはコリメータの前面にセットした．
Fig. 3
患者情報入力画面
患者ID，患者名，生年月日，性別が登録できる．この操作はその患者が初回のときのみでよい．
Fig. 4
面積線量計動作プログラム
FID，FSD，I.I.面での照射面積，スキャン時間を入力することが必要である．結果は透視・撮影に分けて毎秒ごとに表示
される．
Fig. 5
結果表示画面
日付，検査情報を入力すると，結果はFig. 6のように記録される．
Fig. 6
プログラムによって記録されたデータの一例
日付，撮影線量，透視線量，総線量，検査情報が患者ごとに記録される．
Table 1
測定の対象とした検査または手技の内訳とその件数
Table 2
消化管造影における検査ごとの皮膚表面線量の平均値
Table 3
非血管系IVRにおける手技ごとの皮膚表面線量の平均値
Table 4
その他の検査・手技ごとの皮膚表面線量の平均値
第 60 卷第 5 号

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