MDCT:リスクと報酬

30年以上にわたり、CTは重要な画像診断ツールとなってきた。1,2特に、過去5年間の技術的進歩は、CTの使用パターンに影響を与えている。 簡単に言えば、私たちはより頻繁にCTを使用しています。3この増加に責任がある主な技術的進歩はmultidetector CT(MDCT)であり、より速いスキャンおよびより高いイメージの質のための潜在性を両方提供する。2この技術のいくつかの重要な結果がありました。 第一に、CT評価のためのより多くのオプション（したがってプロトコル）があります。 これらのオプションは、配信される放射線の量、画像品質の直接の決定要因を制御する様々なCTパラメータを操作することを含む。4,5多くの選択肢がありますが、これらのうちのいくつかは、患者が受ける放射線の量が診断検査を受けるために必要なものを超えるという点で不6,7CTが送達する放射線の量は、癌を引き起こすと報告されている放射線の量と重複するので、8これはCTのコストである。 CTの最近の技術開発の多くを牽引してきたのは、放射線の潜在的な（そして多くの人が目に見えると主張する）リスクがあるというこの認識です。 つまり、画質とリスクのバランスをとるための呼び出しが増えています。 これらの理由から、以下の資料は、最近および予測される使用パターンをレビューし、CTの技術と技術的進歩と臨床応用への影響について議論し、最近の臨床応用のいくつかだけでなく、CTによる放射線リスクについて私たちが知っている（そして知らない）ことを要約する。

CTの使用パターン

1970年代初頭に導入されて以来、CTは画像診断において非常に貴重なツールとなっています。1さらに重要なのは、CTの使用が増加していることです。 米国または世界中で年間何回のCT検査が行われているかは絶対に知られていません。 推定には、米国で毎年行われる65万件のCT検査が含まれています。9米国が世界全体の約25％を占めていると仮定すると、3これは世界中で260万件のCT検査が行われている可能性があることを意味します。 米国で行われたCT検査の数を考慮すると、290,000,000,10の米国の人口を考えると、2002年の国勢調査によると、CT検査は四、五人ごとに一つの割合で行われます。 子供のために、推定値は、年間米国で600,000から1.3百万の試験の範囲であった。しかし、Mettlerらの最近のデータは、すべてのCT検査の約11％が小児年齢層で得られる可能性があるため、これは過小評価である可能性があることを示唆して11この割合を米国の年間65万件の検査に適用すると、小児CT検査の数は想定よりも十倍以上になる可能性があります。

CT検査の数も過去20年間で劇的に増加している。 いくつかの情報源は、この点を強調するのに役立ちます。3,9,12例えば、14年の期間で1995年に終了し、CT検査の数の七倍の増加がありました。 18年間の別の見積もりは、検査の数が3.6万人から33万人に増加し、800％以上の増加となったということでした。 他の情報源は、CTの使用が年間約10％から15％の割合で増加すると予想されることを示唆している。さらに、これらの数値は、現在の使用の軌跡を反映していない。 すなわち、最も新しいmultidetectorの技術は従来の適用、また新しい適用両方の改善された価値によって使用を促進し、また加速し続けている。 従来の適用は外傷の改善された評価、および癌の検出および監視を含んでいます。 新しいアプリケーションは、過去5年間で、心臓および血管構造のCT血管造影（CTA）、肺塞栓症の評価、泌尿器科評価（例えば、腎結石）、虫垂炎の評価、小腸閉塞、および冠状動脈疾患および癌のためのCTスクリーニングが含まれています。 特に、これらの新しい用途は頻繁に遭遇する病状であり、頻繁なCT評価に翻訳される。 一般的な医学的適応症、特にCTのスクリーニングのための新しいMDCT技術のこの急成長の適用は、おそらく重要な社会経済的ヘルスケアの影響を伴う検査の頻度を加速するであろう。14,15この増加する使用に平行して、部分的に放射線リスクへの関心の高まりのために、規制と実践基準のための呼び出しがありました。3,16これらの標準のレビューはこの記事の範囲を超えていますが、読者は2004年初頭に利用可能なソースに言及されています。3

テクノロジー、テクニック

CT検査中、個人はベッドの上に横たわり、テーブルとも呼ばれます。 この表は、反対側のx線源を含むガントリーを通過します（180？）のx線検出器。 このガントリーは患者のまわりでテーブルがガントリーを通って動く間、絶えず回ります。 画像は、それが個人を通過した後、検出器を打つx線ビームの文字（エネルギーと量）に基づいて形成されます。 キャラクターは、それが通過する様々な器官および構造の影響を受ける。 従来の35mmカメラと同様に、さまざまな設定やパラメータ（これらはスキャナーコンソールのCT技術者によって選択されます）がx線の量とエネルギーを制御 これらの設定の例は管の流れ（ミリアンペアまたはmA）、ピークキロボルト（kVp）、およびガントリー装置の回転の速度またはガントリーを通るテーブルの動きの速 これらの設定は、画像の形成と画質に寄与します。

1990年代初頭、CT:スリップリング技術に大きな飛躍がありました。 これにより、ガントリーが連続的に回転するようになり、ワイヤやケーブルによって妨げられることなく、巻線装置が拘束されないようにするためには、時計回りに一から二回回転する必要があった。 この飛躍はヘリカル（またはスパイラル）CTと呼ばれ、この用語は基本的に、テーブル（および患者）がガントリーを通って移動している間にガントリーが連続的に回転するため、患者に沿ったx線ビームのスパイラルパスのトレースを表しています。 さらに、x線検出器は、通常、x線のより効果的かつ効率的な捕捉および変換をもたらすいくつかの反復を経て進化し続けている。 1998年、検出器技術は再び前進し、複数の列の検出器が同時にx線を捕捉して変換できるようになりました。 この進歩はmultisliceまたはmultidetector CTと呼ばれます。 過去の5年にわたって、探知器の列の数は単一の列（最初の螺旋形CT）から今製造業者が16列（か16切れ）MDCTを提供するように増加した。 基本的には、検出器の数が増加すると、各回転に対してより広いx線ビームの変換が可能になる。 このより広いビームの1つの利点は患者がx線の走査器をより速く通って今移動できることである。 例えば、幼児の胸部または腹部のMDCTスキャンは、2〜5秒で日常的に完了することができます。 画質の向上は、この進化する技術にも起因しています。

高速スキャンにはいくつかの利点があります。 まず第一に、小児では、鎮静はあまり必要ではありません。 これは、MRIの長い画像取得時間（各MRIシーケンスは取得に数分かかることがあり、シーケンスの総数は通常30〜60分の検査期間を意味する）と比較して実質的 速いイメージ投射はまた小児科の鎮静、費用の大きい節約に必要な資源の使用を減らす。これは、小児では、MDCTが同様の用途でMRよりも頻繁に実行されている理由の1つです。 より速いイメージ投射はまた幼い子供のようなスキャンの間に限られた息把握能力がある患者の動きの人工物を、特に減らします。 より高速な走査は、心臓および冠動脈評価のための心臓とのそれのような周期的な動きを「凍結」するためにも適用されている。 スループットはスキャンの高速化によって改善される可能性がありますが、患者のスキャン時間の多くは、スキャンの設定、患者の準備、部屋の清掃に費 それでも、より高速なMDCTでスループットがいくらか改善されています。

図1. 数ヶ月のために彼の左下肢の痛みと腫れを持つ十歳の少年。 （ａ）側方ｘ線写真は左けい骨の肥厚した硬化性皮質を示す。 （b）中央脛骨を通るCT検査からの軸方向の画像は、密な硬化症のより中央の領域とlucencyの小さな領域を示していますか？ ニドゥス（大きな矢印）。 脛骨の周囲の肥厚および硬化症（小さな矢印）に注意してください。 このルーセントエリアは、良性の骨腫瘍、類骨骨腫の中心を表します。 (c)軸方向データセットを矢状平面に再構成することにより、アーティファクトのないnidusとscelorosisがうまく実証されます。

MDCT技術のもう一つの利点は、より薄いスライスを得ることができることです。 薄いスライスの利点は、細部、特に画像の鮮明さ（または空間分解能）が改善されることである。 薄い(サブミリ)スライス厚を使用した最新のMDCTは、古いCT技術を悩ませた人工物から本質的に自由であるmultiplanar(例えば、冠状および矢状)および構造の三次元描写(図1)のための機会を提供しています。スキャンが実際に平面で得られた場合に達成されたであろう詳細を有する複数の平面において、図１ ８の画像を迅速かつ効率的に再構成することが これにより、例えば骨格異常のCTスキャンのための追加の平面が排除され、時間、コスト、および放射線被ばくが削減される。 もう1つの技術的進歩には、より効率的な検出器と、再構成された画像の品質と速度を向上させる新技術が含まれます。

その他の技術的進歩には、CT蛍光透視法、陽電子放射断層撮影法とCT（PET-CT）の組み合わせが含まれる。 CT蛍光透視法では、吸引、生検、膿瘍排液などの介入処置は、断面情報をガイダンスに使用することによって容易にすることができます。19,20ＰＥＴ−ＣＴは、ＰＥＴ（例えば、癌の代謝活性の増加した領域）からの機能画像がＣＴ（解剖学的局在化の改善のため）と組み合わされる「混合」を表す。21、22PET-CTは、特に、多くの実践において強力で急速に拡大するツールであった。

CTアプリケーション

MDCTは、検出器の数が増えるたびに、宣伝されている利点について懐疑的な見方をされることがよくありますが、そのたびに、より迅速な検査、より柔軟なスキャンオプション、および画質の向上に貴重なものとして迅速に受け入れられ、診断機会と臨床応用の改善につながっています。

最近報告されたMDCTの申請の中には胸部および腹部の評価が含まれるものがある。 胸部では、これらの調査には、結節、肺塞栓症、冠状動脈、気道、および胸壁を含む心血管構造の評価が含まれる。23-28腹部および骨盤の適応症には、尿路仮想内視鏡検査、尿路癌、結石、および先天性障害の評価、血管障害、虫垂炎、および腸閉塞が含まれる。29-35スクリーニングCTは肺癌、結腸癌、冠状動脈疾患および全身のスクリーニングの検出を含んでいます。14これらのレビューと調査は、新しいCT技術が医学において持っている広範かつ拡大する役割を実証しています。

CTコストには放射線リスクが含まれています

これらの利点がありますが、放射線の潜在的なコストの1つが認識されています。 2年以上前、この問題は、CT放射線による子供とがんリスク、放射線被ばくの過剰、およびこの被ばくを減らすための技術を扱うAmerican Journal of Xoentgenologyの一連の記事によ36-38その時以来、大人と子供の両方で、製造業者の焦点とCT検査の実践は、放射線の潜在的なコストを認識し、ゆっくりと変化してきました。 これは長年にわたって比較的無視されていました。

放射線の危険性についてはいくつかの議論があります。 基本的に、CTにおける放射線量（低レベルの被ばく）は致命的な癌を発症するリスクの増加と関連していないという主張を支持する調査が見出され、39、40、CTにおける放射線量が癌の危険因子であることを示す調査が見出される。38この時点で、より一般的な姿勢は後者である：CTスキャンによって送達される放射線の線量は、癌の有意なリスク増加を有することが示されている この視点の支持者は、小児の単一のCTスキャンでさえ、生涯の癌死亡率のリスクを高める可能性があることを指摘している。38議論されていないのは、子供が成人よりも放射線に感受性が高く、放射線誘発癌を発現する寿命が長く（発症に数十年かかることがある）、日常的にCTからの過剰量の放射線に曝されているという事実である。 CTの線量は重複し、低レベルの露出を超過できます。3さらに、CTは、背景（ラドンを含む）曝露後の単一の最大の放射線源である。11,41姿勢にかかわらず、不必要な放射線被ばくを最小限に抑えることが賢明である。 2000年の国連科学委員会の原子放射線影響報告書（UNSCEAR）の報告書に記載されているように、”しかし、非常に低線量で増加したリスクを検出できないことは、それらの増加が存在しないことを意味するものではないことに留意すべきである。”41私たちの姿勢は、CT中に個人が被曝する放射線の量を最小限に抑えることでなければなりません。 明らかに、最近のCTの革新、および製造業者によって取られる市場の位置は放射の管理の方に取られるステップを強調することでした。

特に過去2年間の技術的進歩の多くは、放射線量の管理を目的としている。 これらは小児科の人口に自動管の現在の調節(ATCM)およびサイズベースのスキャンのための推薦を含んでいる。

ATCMは、スキャン中にx線管電流のいずれかのスキャン設定を自動的に調整し、患者の厚さ、形状、またはスキャンされる身体の一部を考慮する新しい方42-44ATCMの根底にある原則は、スキャン中にチューブ電流に異なる要件がある可能性があることです。 （より多くのx線の粒子を発生させる）より高い管の流れは空気満たされた肺対レバーのようなより密なティッシュを通るように要求されます;360の間に 患者のまわりのx線ビームの回転;または小さい子供かより薄い大人対より厚い大人で。 この時点までに、単一の管電流（通常、最も密度の高い組織を貫通するために比較的高い）が、ＣＴスキャン全体に使用された。 ほとんどの製造業者は今より少ない管の流れが要求されるスキャンのボディまたは部分のそれらの地域の必要なレベルに管の流れを調節する(したがって放射を下げる)ある種のATCMを組み込んだ。

現代のMDCT技術の欠点の一つは、スキャンがより多くのオプションでより複雑になっていることです。 さまざまな病状にどのようなタイプの設定を使用すべきかを判断することは非常に困難です。 業界は最近、小児CTガイドラインとプロトコルを提供しており、小さな子供は成人と同じタイプの設定（チューブ電流など）を必要としないか、または必要としないため、年齢またはサイズベースの設定を組み込んでいます45。36 3年前、このタイプの調整はまれでしたが、ほとんどのプラクティスでは「フリーサイズ」の哲学を使用していました。

もう一つの欠点は、CT技術が比較的高価であることです。5万人 これは特に、過去5年間の急速な進歩の問題です。 新しいスキャナがインストールされた時点では、新しい技術は、多くの場合、利用可能であったか、すぐにあることがありました。 この種のお金を費やすことの正当性は、この記事の意図を超えています。 それが可能であれば、最新の16スライススキャナの普及は、米国で急速に増加しています。 これが市場主導型（最新の技術を持っている）であるかどうか、認識された利点のために、または（おそらくケース）両方の組み合わせ3は無関係です。 この変換が起こっています。

最終的に決定する必要があるのは費用便益比率です。 これは、個々の経験、実践ガイドライン、および基準によって形作られた多数の要因に依存し、すべてが科学的調査によって助けられます。 虫垂炎、泌尿器疾患、肺塞栓症の診断など、医療画像におけるCTの診断の質を定義するために多くのことが行われてきましたが、これらをリスク（すなわち、放射線）とのバランスをとることはあまり明確ではなく、患者の転帰の実際の変化（特にCTスクリーニングによる）の評価はまだ初期段階にあります。 現代のCTの費用便益率を定義するには長い道のりがあります。 明らかなのは、最新の技術スキャナの購入を通じて特に明らかな経験的経験が使用を推進しているということです。 暗示されているのは、放射線科医がCTがますます有用なツールであることを受け入れているということです。

結論

結論として、CTは中心的な画像モダリティです。 最近の技術は共通の無秩序のための新しい適用、また適用両方によって増加する使用に、責任がありました。 この技術の利点、特に高速スキャンと薄くて高品質のスライスを取得する機能は、コストとのバランスをとる必要があります。 注目すべきコストの1つは放射線被ばくです。 進歩は、スキャンする新しい機会だけでなく、放射線量を管理するための重要な機会を提供してきました。 CTの役割は、研究、教育（実践基準を含む）、および製造業者の革新の組み合わせで明確にする必要があります。

Frush,MD,小児放射線学のチーフです,小児放射線学の部門,放射線学の准教授,放射線科,デューク大学医療センター,ダラム,ノースカロライナ州.

1. 子供の螺旋形CT:技術的な考察およびボディ適用。 放射線科 1998;209:37-48.
2. Multidetector-array CT:もう一度、技術は新しい機会を作成します。 放射線科 1998;209: 327-329.
3. Frush DP,Applegate K.コンピュータ断層撮影と放射線:問題の理解. アメリカ放射線医学大学のジャーナル。 プレスで。
4. Huda W,Ravenal JG,Scalzetti EM. X線撮影技術はCTの画像品質と患者の線量にどのように影響しますか？ 2002;23:411-22.
5. McNitt-Gray MF. 住民のためのAAPM/RSNA物理チュートリアル：CTのトピック：CTの放射線量。 X線写真。 2002;22: 1541-1553.
6. 線量の減少の作戦。 ペディアトラジオール 2002;32:293-297.
7. 小児CT：放射線量を減少させるための実用的なアプローチ。 ペディアトラジオール 2002;32:714-717.
8. 小児放射線学会および国立がん研究所。 放射線と小児コンピュータ断層撮影：医療提供者のためのガイド。 2002. で利用できる:www.cancer.gov/cancerinfo/causes/放射線-リスク-小児-CT. 2003年7月2日発売。
9. リントン-オウ、メットラー FA。 コンピュータ断層撮影における線量低減に関する全国会議、小児科に重点を置いています。 AJR Am J Roentgenol. 2003;181:321-329.
10. www.census.gov2003年6月27日に発売された。
11. Mettler FA,Wiest PW,Locken JA,et al. CTスキャン:使用および線量のパターン。 Jラジオールプロト… 2000;20:353-359.
12. ニッコロフエル、オルダーソンPO。 CTからの患者への放射線被ばく：現実、公共の認識、および政策。 AJR Am J Roentgenol. 2001;177:285-287.
13. http://dir.niehs.nih.gov//dirtob/ロクパブコム/11throc/xradiation/gofman-09-11-01…..pdf。 2003年7月2日発売。
14. Brant-Zawadzki M.CTスクリーニング:なぜ私はそれを行うのですか？ AJR Am J Roentgenol. 2002; 179:319-326.
15. Illes J,Fan E,Koenig BA,Raffin TA,Kann D,Atlas SW. 自己紹介全身CTイメージング：ヘルスケア消費者のための現在の影響。 放射線科 2003;228:346-351.
16. www.acr.org/dyna/?doc=departments/stand_accred/accreditation/index.html。 2003年7月2日発売。
17. パパスJN,Donnely LF,Frush DP. マルチセクションヘリカルCTを有する幼児の鎮静の頻度の減少。 放射線科 2000;215:897-899.
18. Rydberg J,梁Y,Teague SD. マルチチャネルCTの基礎。 ラディオール-クリン-ノース-アム-… 2003;41:465-474.
19. Liermann D,Kickuth R.CT蛍光透視-ガイド付き腹部介入。 アブドム-イメージング… 2003;28:129-134.
20. フロエリッヒJJ,ワーグナー HJ. CT-蛍光透視：ツールやギミック？ カルディオバスコラジオール… 2001;24:297-305.
21. Townsend DW,Beyer T,Blodgett TM. PET/CTスキャナ：画像融合へのハードウェアアプローチ。 セミナクラーノ———- 2003; 33:193-204.
22. Townsend DW,Beyer T.組み合わせたPET/CTスキャナ：真の画像融合への道。 Br Jラジオール。 2002;75:S24-30.
23. 小児における胸壁異常の認識とコミュニケーションにおける三次元再構成ヘリカルＣ ｔ画像の使用。 AJR Am J Roentgenol. 2001;177:441-445.
24. Remy-Jardin M,Mastora I,Remy J.Multislice CTによる肺塞栓イメージング。 ラディオール-クリン-ノース-アム-… 2003;41:507-519.
25. Schoepf UJ,Becker CR,Hofmann LK,Yucel EK. Multidetector-心臓の行CT。 ラディオール-クリン-ノース-アム-… 2003;41:491-505.
26. Denecke T,Frush DP,Li J.Eight-channel multidetector computed tomography:pediatric chest computed tomography angiographyのためのユニークな可能性。 ジェラシー-エスコート所属。 2002;17:306-309.
27. ギルケソンRC,Ciancibello L,Zahka K.絵のエッセイ. 小児および成人患者における先天性心疾患のMultidetector CT評価。 AJR Am J Roentgenol. 2003;180:973-980.
28. Ravenel JG,McAdams HP. 胸郭のMultiplanarおよび三次元イメージ投射。 ラディオール-クリン-ノース-アム-… 2003;41:475-489.
29. Caoili EM,Cohan RH,Korobkin M,et al. 尿路の異常:複数の探知器の列CTのurographyとの最初の経験。 放射線科 2002;222:353-360.
30. Kim JK,Cho K-S.CT urography and virtual endoscopy:尿路評価のための有望なイメージングモダリティ。 Br Jラジオール。 2003;76:199-209.
31. Callahan MJ,Rodriguez DP,Taylor GA. 小児の虫垂炎のCT。 放射線科 2002;224:325-32.
32. Torreggiani WC,Harris AC,Lyburn ID,et al. 急性小腸閉塞のコンピュータ断層撮影：絵のエッセイ。 ２ ０ ０ ３；５ ４：９ ３−９ ９．
33. Foley WD,Ji H.Special focus session:multidetector CT:腹部内臓イメージング:腹部における応用。 X線写真。 2002;22:701-719.
34. Becker CR,Wintersperger B,Jakobs TF. 末梢動脈のマルチ検出器列CT血管造影。 2003;24:268-279.
35. 小児科のmultidetectorボディCT。 ラディオール-クリン-ノース-アム-… 2003;41:637-655.
36. パターソンA,Frush DP,Donnelly LF. ボディの螺旋形CT: 設定は小児患者のために調整されていますか？ AJR Am J Roentgenol. 2001;176:297-301.
37. Donnelly LF,Emery KH,Brody AS,et al. 単一探知器螺旋形CTの小児科ボディ塗布のための最小になる放射線量。 AJR Am J Roentgenol. 2001; 176:303-306.
38. Brenner DJ,Elliston CD,Hall EJ,et al. 小児CTからの放射線誘発致命的な癌の推定リスク。 AJR Am J Roentgenol. 2001;176:289-296.
39. シャロンM,Lentle B.本当にこれは簡単ですか？ ペディアトラジオール プレスで。
40. 低レベル放射線によるがんリスク。 AJR Am J Roentgenol. 2002; 179:1137-1143.
41. UNSCEAR2000Medical radiation exposures,annex D.原子放射線の影響に関する国連科学委員会が総会に報告した。 ニューヨーク
42. Greess H,Nömayr A,Wolf H,et al. チューブ電流の減衰に基づくオンライン変調（ケア用量）による小児のCT検査における線量低減。 ユーロラジオール 2002;12:1571-1576.
43. Greess H,Wolf H,Baum U,et al. 減衰によるコンピュータ断層撮影における線量低減-チューブ電流のオンライン変調に基づく：六つの解剖学的領域の評価。 ユーロラジオール 2000;10:391-394.
44. Tack D,De Maertelear V,Gevenois PA. 減衰ベースのオンライン管電流変調を使用したマルチ検出器CTの線量低減。 AJR Am J Roentgenol. 2003;181:331-334.
45. Frush DP,Soden B,Frush KS,Lowry C.サイズベースの色分けされた形式を使用して小児マルチ検出器CTを改善しました。 AJR Am J Roentgenol. 2002;178:721-726.