垂直オフセンターは胸部CTの臓器用量に影響を及ぼします：擬人化されたファントムのモンテカルロシミュレーションからの証拠

目的：私たちの研究の目的は、チューブ電流変調を伴う胸部CTの臓器用量に対する患者の垂直オフセンターの影響を評価することでした。 方法：この目的のために、成人男性、女性、および太りすぎの男性を表す擬人化されたファントムを、11種類の垂直位置（最大外部中心±5 cm）で192スライスCTスキャナーでスキャンしました。3D用量分布を取得するために、生データから抽出されたチューブ電流値を使用して、調査対象のセットアップごとにモンテカルロシミュレーションを実行しました。臓器用量は、垂直オフセンターの関数として計算され、ガントリーアイソセンターに配置されたファントムについて計算された参照値と比較されました。画像ノイズは、関心のあるいくつかの円形領域を使用して、ファントムの垂直位置の関数として計算されました。ピアソンの統計分析を使用して、画像ノイズと垂直オフセンターを使用した臓器用量値の間の相関係数を決定しました。 結果：我々の研究の結果は、ファントムがガントリー等気センターに配置されたときに得られたものと比較して、ファントムが中心外の垂直位置でスキャンされたときにCTスキャナーによって適用されるチューブ電流の有意差を示しました（p <0.005）。調査対象のすべてのファントム構成について、両方向の20 mm未満の垂直外れのオフセンターでは、相対臓器用量の差が7％未満になりましたが、40 mmを超える中心オフセンターは約20％の臓器用量変化の増加に関連していました。38％の最高の相対線量差は、最も低いテーブル位置で甲状腺で観察されました。乳房、心臓、肺、甲状腺、肝臓の臓器用量と垂直オフセンターの臓器用量と垂直方向のオフセンターの間に有意な相関がありました（R2 = 0.909-0.998、p <0.005）。テーブルの位置の低下に関連する相対的な用量の増加は、乳房と甲状腺の末梢器官でより顕著でした。画像ノイズは、チューブ電流と臓器用量とは反対に動作し、より高いテーブル位置で増加しました。 結論：チューブ電流変調を伴う胸部CTでの強力な垂直中心オフセンターは、放射線量と画像ノイズの両方に影響を与えるTCM機能の誤りをもたらします。したがって、それぞれのCT検査の臓器用量と画質を最適化するために、正しい患者のポジショニングに特別な注意を払う必要があります。

PURPOSE: The objective of our study was to assess the effect of patient vertical off-centering on organ dose in chest CT with tube current modulation. METHODS: For this purpose, anthropomorphic phantoms representing adult male, female, and overweight male were scanned on 192-slice CT scanner at 11 different vertical positions (maximal off-centering ± 5 cm). Monte Carlo simulations were performed for each of the investigated setup, using tube current values extracted from the raw data, in order to obtain 3D dose distributions. Organ doses were calculated as a function of vertical off-centering and compared with the reference values, calculated for the phantoms positioned in the gantry isocenter. Image noise was also calculated as a function of phantoms vertical position using few circular regions of interest. Pearson statistical analysis was used to determine the correlation coefficient between image noise and organ dose values with vertical off-centering. RESULTS: Results of our study showed a significant difference in tube currents applied by the CT scanner when the phantom was scanned in off-centered vertical positions compared to those obtained when the phantom was positioned in the gantry isocenter (P < 0.005). For all investigated phantom configurations the vertical off-centering below 20 mm in both directions resulted in relative organ dose differences below 7%, while the off-centering above 40 mm was associated with higher organ dose changes of about 20%. The highest relative dose difference of 38% was observed for the thyroid gland at the lowest table positions. A significant correlation between organ doses for breasts, heart, lungs, thyroid, and liver, and vertical off-centering (R2 = 0.909-0.998, P < 0.005) was found. The relative dose increase associated with lower table position was more pronounced in peripheral organs: breast and thyroid gland. Image noise behaved opposite to the tube current and organ doses and increased at higher table positions. CONCLUSION: Strong vertical off-centering in chest CT with tube current modulation results in misoperation of the TCM function affecting both radiation dose and image noise. Therefore, special attention must be paid to a correct patient positioning in order to optimize organ doses and image quality of the respective CT examination.