造影剤の存在は、コントラスト強化CTで臓器放射線量を増加させます

目的：定期的な線量測定計算では、CT獲得中の臓器や組織におけるヨウ素の存在を説明していません。この研究は、放射線量に対する造影剤（CA）の影響を調査することを目的としています。 方法：最初に、吸収された放射線量とヨウ素濃度との関係を、ヨウ素希釈挿入を備えた円筒形の水ファントムを使用して調査しました。その後、腹部の二重エネルギーCT（DECT）患者データに関する遡及的研究を実施して、非コントラストスキャンと比較して局所吸収放射線量の増加を評価しました。吸収された用量は、ファントムと患者の個々のCTボクセルデータを使用して、モンテカルロシミュレーションで推定されました。さらに、肝臓、肝臓の実質、左腎臓、右腎臓、大動脈、脾臓の用量を得るために、臓器のセグメンテーションを実施しました。 結果：ファントム研究では、3つのチューブ電圧のコンピューター断層撮影線量指数（CTDI）とCa濃度ICONC（mg/ml）によって正規化された放射線量との間に線形関係が観察されました。[式：テキストを参照] = 0.14×ICONC + 1.02、[式：テキストを参照] = 0.16×ICONC + 1.21、[式：テキストを参照] = 0.16×ICONC + 1.24、およびDECT取得の場合。[式：テキストを参照] = 0.15×ICONC + 1.09。同様に、患者研究では、用量の増加と臓器ヨウ素含有量（R2 = 0.86およびPValue <0.01）の間に線形関係が観察されました。相対投与量は、肝臓（21±5％）、肝臓の実質（20±5％）、右腎臓（37±7％）、左腎臓（39±7％）、大動脈（34±6％）、脾臓（26±4％）で増加しました。さらに、患者の解剖学と生理学に基づいて、局所用量分布が変化しました。 結論：コントラストスキャン以外のスキャンと比較して、造影剤が伸びる腹部CTで臓器の用量は30％増加します。この研究では、新しいCTプロトコルを開発しながら、線量測定の計算、疫学研究、および臓器用量の推定におけるCAを考慮することが示唆されています。 重要なポイント：•造影剤の存在はCTの放射線吸収を増加させ、この増加は臓器のヨウ素含有量に関連しています。•コントラスト培地による放射線吸収の増加は、吸収臓器用量の平均30％の増加につながる可能性があります。•ヨウ素はCT放射線安全研究で考慮する必要があります。

OBJECTIVES: Routine dosimetry calculations do not account for the presence of iodine in organs and tissues during CT acquisition. This study aims to investigate the impact of contrast agent (CA) on radiation dose. METHODS: First, relation between absorbed radiation dose and iodine concentrations was investigated using a cylindrical water phantom with iodine-saline dilution insertions. Subsequently, a retrospective study on abdominal dual-energy CT (DECT) patient data was performed to assess the increase of the local absorbed radiation dose compared to a non-contrast scan. Absorbed doses were estimated with Monte Carlo simulations using the individual CT voxel data of phantom and patients. Further, organ segmentations were performed to obtain the dose in liver, liver parenchyma, left kidney, right kidney, aorta, and spleen. RESULTS: In the phantom study, a linear relation was observed between the radiation dose normalized by computed tomography dose index (CTDI) and CA concentrations Iconc (mg/ml) for three tube voltages; [Formula: see text] = 0.14 × Iconc + 1.02, [Formula: see text] = 0.16 × Iconc + 1.21, [Formula: see text] = 0.16 × Iconc + 1.24, and for DECT acquisition; [Formula: see text] = 0.15 × Iconc + 1.09. Similarly, a linear relation was observed between the dose increase and the organ iodine contents (R2 = 0.86 and pvalue < 0.01) in the patient study. The relative doses increased in the liver (21 ± 5%), liver parenchyma (20 ± 5%), right kidney (37 ± 7%), left kidney (39 ± 7%), aorta (34 ± 6%) and spleen (26 ± 4%). In addition, the local dose distributions changed based on patient's anatomy and physiology. CONCLUSIONS: Compared to a non-contrast scan, the organ doses increase by 30% in contrast-enhanced abdominal CT. This study suggests considering CA in dosimetry calculations, epidemiological studies, and organ dose estimations while developing new CT protocols. KEY POINTS: • The presence of contrast media increases radiation absorption in CT, and this increase is related to the iodine content in the organs. • The increased radiation absorption due to contrast media can lead to an average 30% increase in absorbed organ dose. • Iodine should be considered in CT radiation safety studies.