基礎研究冠動脈インターベンションにおける新型リアルタイム術者線量計システムの有用性 Usefulness of new personal dosimeter systems in the percutaneous coronary intervention procedures 1,2) 稲葉洋平

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こうきぜんじゅう
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1 基礎研究冠動脈インターベンションにおける新型リアルタイム術者線量計システムの有用性 Usefulness of new personal dosimeter systems in the percutaneous coronary intervention procedures 1,2) 稲葉洋平 1,2) 千田浩一 1,2) 小林亮太 1) 東北大学大学院医学系研究科保健学専攻放射線検査学分野, 2) 東北大学災害科学国際研究所災害医学研究部門災害放射線医学分野 Abstract 背景 : 近年, 冠動脈インターベンションは, 手技の高度化による検査時間の長期化によって術者被曝線量の増加が懸念されている.ICRP でも水晶体の等価線量限度を大幅に引き下げる動きがあり, 術者線量評価がますます重要になることが想定される. 目的 : 本研究で使用した新型術者線量計システムは, リアルタイムに無線で情報が飛び, 被曝線量を観察できる新しい特徴を有する. そこで本稿では,X 線診断領域における基礎的な性能評価を行い, 有用性について明らかにすることを目的とした. 方法 : 診断用 X 線装置を用いてリアルタイム術者線量計システム (:RaySafe Unfors 社製 ) の線量計固有特性として, 再現性, 無線電波可能距離, 連続およびパルス透視. 性能比較として, 汎用個人線量計 (PDM127) を用いて管電圧特性, 線量特性, 線量率特性, 方向特性, 電波影響を検討項目とした. 結果 : 再現性は, 平均 1.8% と十分に臨床でも使用可能である. 無線電波可能距離は,7 m まで電波が届き, 臨床の検査室内で使用するには十分である. 連続およびパルス透視は, パルス透視でも測定可能であった. 管電圧線量線量率方向特性は,PDM127 と比べて同等以上の性能から臨床で使用可能と思われる. 電波影響は,,PDM127 ともにみられたため携帯と線量計を離すか, 電波シールドに入れると排除できた. 結論 : の X 線診断領域における基本的性能は十分である. さらに本システムは, 術者自身がリアルタイムに被曝線量を可視化できるため, 特に冠動脈インターベンションのような術者被曝線量が多くなる可能性がある場合において有用性が高いと思われる. Yohei Inaba 1,2), Koichi Chida 1,2), Ryota Kobayashi 1,2) 1) Graduate School of Medicine, Health Sciences, Division of Radiological Examination and Technology, Tohoku University, 2) Disaster Medical Science Division, Radiation Disaster Medicine, International Research Institute of Disaster Science, Tohoku University Key words 無線通信リアルタイム線量計術者線量計術者被曝線量可視化 ( 原稿受領 ; 採用 ) 諸言経皮的冠動脈インターベンション (percutaneous coronary intervention;pci) は, 虚血性心疾患に対して放射線画像を駆使しながらカテーテルを用いて低侵襲的に行う治療法として広く世界的にも用いら責任著者稲葉洋平 : 東北大学大学院医学系研究科保健学専攻放射線検査学分野 ( 宮城県仙台市青葉区星陵町 2-1) 新型リアルタイム術者線量計システム 679

2 れている. また,X 線血管撮影装置の進歩や薬剤溶出ステント (Drug Eluting Stent;DES) 等のデバイス改良による心臓カテーテル検査治療件数も年々増加傾向にあり, 今日でも PCI の有用性は高いといえる 1,2). しかしながら, この治療法は X 線透視撮影下で長時間治療する場合があるので患者に対する皮膚障害等の放射線障害例が問題であり, 現在でも報告されている 3,4). また, 日本は欧米に比べて冠動脈バイパス術 (coronary artery bypass grafting; CABG) よりも PCI を施行する割合が高く, それに伴う術者被曝線量も懸念される 2). したがって, 患者および術者被曝線量を把握し管理することは重要である. さらに, 最近の知見として国際放射線防護委員会 (International Commission on Radiological Protection;ICRP) から眼の水晶体のしきい線量を.5 Gy と見なすこと, 職業被曝に対する水晶体の等価線量限度 (Publ.13 では 15 msv) を 5 年間の平均で年 2 msv, 年最大 5 msv にすべきであることが勧告された 5). すなわち, 近く法改正により水晶体等価線量限度が年 2 msv に引き下げられた場合, その限度を超える術者が現れる可能性が高まっており, さらなる術者線量の管理が重要視されている 6 9). 今回使用した新型リアルタイム術者線量計システム ( 以下,) は,RaySafe Unfors 社が 213 年 4 月に日本で発売したものである. また海外では, 212 年初頭より先行して発売されていた. 本システムは, 術者自身がリアルタイムに目視により空間散乱線量を把握できるという大きな特徴を有しているため, 臨床において使用することにより被曝低減効果が大きいという論文が幾つか報告されている 1 12). 以上のように, は PCI における臨床的有用性について評価されている報告は多くあるが, 基礎的研究報告はあまり行われていない 13). そこで本稿では, の X 線診断領域における基礎的性能評価を行い, 本システムの有用性について明らかにすることを目的とする. 新型リアルタイム術者線量計システム (Ray- Safe i2) は, 線量データを無線送信する線量計素子 ( 図 1), 素子からの線量データをリアルタイムに表示するリアルタイムディスプレイ ( 図 2), 線量線量計素子クレードル図 1 無線でデータを飛ばす線量計素子 (3 g, cm) とクレードル 68 心臓 Vol.47 No.6(215)

図 2 リアルタイムで線量率および積算線量を表示するディスプレイ ( タッチパネル形式 ) 履歴やレポート作成等を行えるソフトウェアの 3 構成からなる.. 線量計素子の線量計素子は, 半導体式であり重さ 3 g, 大きさ 4.5 4.5 cm とコンパクトで軽量である. 最大の特徴は, 線量計素子で受けた積算線量と線量率が, 無線通信 (927.

3 図 2 リアルタイムで線量率および積算線量を表示するディスプレイ ( タッチパネル形式 ) 履歴やレポート作成等を行えるソフトウェアの 3 構成からなる.. 線量計素子の線量計素子は, 半導体式であり重さ 3 g, 大きさ cm とコンパクトで軽量である. 最大の特徴は, 線量計素子で受けた積算線量と線量率が, 無線通信 (927.9 MHz) によりリアルタイムディスプレイに送信され, 各素子の線量が即時に表示される. さらに, 線量計を専用のクレードル ( 図 1) に挿入することで各素子のメモリに保存されている線量履歴を時系列に PC 上で事後観察することができる. また, はメンテナンスフリーであり, バッテリーの寿命は 3 5 年間である. は, 医療スタッフに現在の立ち位置での空間散乱線量をリアルタイムで知らせることにより, 立ち位置の変更や防護板の使用など, 被曝低減に務められるよう開発されたシステムである. そのため, 一般の個人線量計のように放射線防護衣の内側ではなく外側に装着することを推奨している.. リアルタイムディスプレイ 1.4 インチのタッチパネルで操作する. 特徴は, リアルタイムに線量計素子からの線量率データをモニタ上でカラー表示する. カラーは 3 段階に色分けされ, 緑 :<.2 msv/h, 黄 :.2 2 msv/h, 赤 : 2 2 msv/h を対数表示で示す. 検出限界は 4 msv/h であり, その右隣りには積算線量値 msv が表示される. このように視覚的に判断しやすいような表示方法となっているため, 術者は自身の散乱線量値を可視化できる. また, 最大 8 人まで表示することが可能であるため, 検査室内の医療スタッフ被曝線量を同時に評価できる.. ソフトウェア付属の Dose Viewer とオプションの Dose Manager の 2 つがある.Dose Viewer は, 線量計をクレードルに挿入することでその時々の線量率および積算線量履歴を時系列グラフで観察できるため, いつの場面で多く被曝したのかを観察することが可能となる ( 図 3). また,ID や名前を用いて個別に線量管理が行えたり, 線量履歴をリセットして単発的に複数人で使用したりすることも可能である. オプションの Dose Manager は, さらに月間線量や年間線量等を計算してレポート作成やデータ保存, 院内ネットワークに接続してどこからでも観察することが可能となる. 方法線量計素子の固有特性として,1 再現性,2 無線電波可能距離,3 連続およびパルス透視の 3 項目を検討した. また, 性能比較を行うために汎用的に個人線量計として使用されている PDM127( 日立アロカ社製 ) を用いて,4 管電圧特性,5 線量特性,6 線量率特性,7 方向特性,8 電波影響の 5 項目を検討した. 使用線量計は, (RaySafe Unfors), PDM127( 日立アロカ ), 電離箱線量計 (Radcal 915, 6 cc chamber:jqa 校正済 ) とした. また X 線装置は,DHF-155H Ⅱ(HITACHI), KXO-5 F (TOSHIBA),Infinix Celeve-i 8 V (TOSHIBA) を使用した.. 再現性図 4に幾何学的配置図を示す. 線量計素子への X 線照射は, 連続透視 (65 kv,.1 ma,1 min) で 8 素新型リアルタイム術者線量計システム 681

図3 ソフトウェア(Dose Manager) 最大線量率の時間を丸で示しているいつどのタイミングで多く被曝したかを解析できる検出器

無線電波可能距離幾何学的配置は図 4 と同様で線源-線量計間距鉛板離 1 cm とした一定撮影条件下(7 kv 1 ma 1

それを 8 回繰り返し測定して無線電波がディスプ子に対してそれぞれ行ったそれを 1 回繰り返し測定して各素子の変動係数を求めた

4 図3 ソフトウェア(Dose Manager) 最大線量率の時間を丸で示しているいつどのタイミングで多く被曝したかを解析できる検出器 X線管球 2cm アクリルファントム電離箱 1cm 175cm 1cm 図5 X線管球 1cm 連続およびパルス透視時の幾何学的条件無線電波可能距離幾何学的配置は図 4 と同様で線源-線量計間距鉛板離 1 cm とした一定撮影条件下(7 kv 1 ma 1 sec)で線量計に照射しながらリアルタイムディス図4 再現性の幾何学的条件プレイの距離を 1 7 m まで 1 m ずつ変化させたそれを 8 回繰り返し測定して無線電波がディスプ子に対してそれぞれ行ったそれを 1 回繰り返し測定して各素子の変動係数を求めたレイ上で表示されるか否かを評価した連続およびパルス透視臨床で用いることを考えると現在 PCI で一般的 682 心臓 Vol.47 No.6(215)

9 18 27 18 9 27 水平方向垂直方向図 6 方向特性の角度 ( 水平方向垂直方向 ) に用いられているパルス透視でも測定可能かを検討する必要がある. 幾何学的配置を図 5のようにおよび電離箱線量計を用いてアクリルファントム 2 cm に対する散乱線量測定 (3 回平均 ) を行った.

後方散乱寄与をほぼ無視できるように鉛板上にとポケット線量計 (PDM127) と電離箱線量計を配置し, 一定の連続透視条件下 (.5 ma,1 min, 照射野 2 2 cm) で同時照射 (3 回平均 ) を行った. 管電圧は 6,7,8,9,1,11,12 kv と変化させた. 評価は, 電離箱線量計に対する各線量計の相対値とした.

5 水平方向垂直方向図 6 方向特性の角度 ( 水平方向垂直方向 ) に用いられているパルス透視でも測定可能かを検討する必要がある. 幾何学的配置を図 5のようにおよび電離箱線量計を用いてアクリルファントム 2 cm に対する散乱線量測定 (3 回平均 ) を行った. 照射条件は, 成人胸部を想定し連続透視 (8 kv,3 ma,1 min) とパルス透視 (8 kv,1 ma, 5 ms,7.5 pps,1 min) で積算線量値が同等になるようにした. 評価は, 電離箱線量計を基準としたの相対値とした.. 管電圧特性幾何学的配置は図 4と同様で, 線源 - 線量計間距離 8 cm とした. 後方散乱寄与をほぼ無視できるように鉛板上にとポケット線量計 (PDM127) と電離箱線量計を配置し, 一定の連続透視条件下 (.5 ma,1 min, 照射野 2 2 cm) で同時照射 (3 回平均 ) を行った. 管電圧は 6,7,8,9,1,11,12 kv と変化させた. 評価は, 電離箱線量計に対する各線量計の相対値とした.. 線量特性幾何学的配置は図 4と同様で, 線源 - 線量計間距離 1 cm とした. 鉛板上にと PDM127 と電離箱線量計を配置し, 一定の連続透視条件下 (8 kv,.1 ma,1 min, 照射野 2 2 cm) で同時照射を繰り返し行い, 各々の積算値を測定した. 評価は, 電離箱線量計に対する各線量計の積算値で線量直線性を調べた.. 線量率特性幾何学的配置は図 4と同様で, 鉛板上に RaySafe i2 と PDM127 と電離箱線量計を配置し, 一定の連続透視条件下 (65 kv,.1 ma,1 min, 照射野 3 3 cm) で線源 - 検出器間距離を 176 cm 36 cm まで変化させて同時照射 (3 回平均 ) を行った. 評価は, 電離箱線量計に対する各線量計の相対値で行った.. 方向特性図 6のように水平方向垂直方向に ±9 まで 15 ずつ変化させた. 一定のパルス透視条件下 (7 kv, 1 ma,1 min,5 ms,2 pps,.2mmcu) でそれぞれ測定を行った. 評価は, 得られた各値を水平方向, 垂直方向の測定値で正規化することにより行った.. 電波影響携帯電話 ( 従来型 ), スマートフォン, 院内 PHS の 3 つをそれぞれと PDM127 に密着させた状態で 15 秒間の通話呼出しを行い, 電波の影響で線量計が誤計測を起こすか検証した. 新型リアルタイム術者線量計システム 683

6 RaySafei2 or PDM127/ 電離箱線量計 [kv] PDM127 各計測値 [msv] R 2 = R 2 = 電離箱線量計 [mgy] PDM127 図 8 線量特性 ( と PDM127 の比較 ) 図 7 管電圧特性 ( と PDM127 の比較 ) 結果. 再現性 8 線量計それぞれの再現性の測定結果は,1.8, 1.6,2.2,1.6,2.2,1.6,1.9,1.5% を示した. 平均すると線量計素子の再現性は 1.8% であった.. 無線電波可能距離無線電波可能距離の評価は, 線量計とディスプレイ間の距離を変えて行った. 実験室の大きさ上,7 m までしか評価することができなかったが, すべてにおいて欠損なく無線は届いていたことを確認できた.. 連続およびパルス透視アクリルファントムに対する平均散乱線量値をそれぞれ以下に示す. 連続透視では, 電離箱線量計の値が 2.3 msv, の値が 2.67 msv. パルス透視では, 電離箱線量計の値が 3.13 msv,raysafe i2 の値が 3.27 msv. これらより電離箱線量計の値に対するの相対値は, 連続透視で平均 1.15, パルス透視で平均 1.4 を示した. したがって, どちらもほぼ相対値が 1 で同等の値を示したことからパルス透視でも使用可能であることが確認できた.. 管電圧特性図 7は, 横軸は管電圧 [kv], 縦軸は電離箱線量計に対するおよび PDM127 の相対値を表す. は電離箱線量計より約 1% 程度感度は低いものの, 全管電圧において変動が少ないこと RaySafei2 or PDM127/ 電離箱線量計図電離箱線量計 [mgy/h] PDM127 線量率特性 ( と PDM127 の比較 ) から管電圧依存性は小さいことが読み取れる. また, PDM127 とほぼ同様の傾向を示した.. 線量特性図 8は, 横軸は電離箱線量計の計測値 [mgy], 縦軸はおよび PDM127 の計測値 [msv] を表す. は電離箱線量計とほぼ同値を示し, PDM127 は電離箱線量計より約 1% 高値を示した. グラフより両線量計とも決定係数 R 2 が 1 を示し, 相関が高いことがわかった.. 線量率特性図 9は, 横軸は電離箱線量計の計測値 [mgy/h], 縦軸は電離箱線量計に対するおよび PDM127 の相対値を表す. は,25 mgy/ h までは電離箱線量計との誤差は約 15%, それ以上では 3% 以上であった.PDM127 では, ほぼ線量率による変化がなかった. 684 心臓 Vol.47 No.6(215)

7 水平方向垂直方向 Raysafe i2 図 PDM Raysafe i PDM 127 方向特性(水平方向垂直方向) 方向依存性室内を想定しても問題なく使用可能であることが示図 1 は水平方向および垂直方向の±9 までのされた万一無線電波がディスプレイ上にリアル感度をそれぞれ示している水平および垂直方向とタイムに届かない場合でも線量計素子の内部メモもに PDM127 は±45 方向で約 5 の感度であるリに保存されているため検査終了後にデータを確のに対しては約 8 以上の感度を有認することができるまたはパルス透することがわかった視でも測定可能であることを確認した主に PCI で電波影響はパルス透視を用いるので術者線量計として問題な PDM127 ともに従来型携帯電話いく使用できると思われる 14) わゆるガラパゴス携帯といわれているものでは誤計性能比較である管電圧特性は 6 12 kv の領測はみられなかったがスマートフォンおよび院内域でほぼ平坦な感度を有し PDM127 とも同等の傾 PHS においては誤計測がみられた誤計測の値は向を示していたことから管電圧依存性は小さいとその時々でバラバラの数値を示したが院内 PHS いえる本来であれば横軸実効エネルギーにするのよりもスマートフォンのほうが誤計測の値は大きが理想的だが診断エネルギー領域におけるかった(スマートフォン最大 533 msv 院内 PHS 最 PDM127 のエネルギー特性はほぼ平坦な感度であ大 4 msv) ることが仕様書から自明なためエネルギー依存性考察本研究では線量計固有特性と PDM127 に対する性能比較の全 9 項目を検討したについても同様の結果になることが想定される線量特性では感度の違いが少しあるものの両線量計とも散乱線量領域における線量直線性が保たれていたことが確認できたよっては校正を線量計固有特性である再現性は平均値 1.8 で行えば術者散乱線量測定に問題なく用いることがで小さい値を示したことから十分に臨床においても使きる線量率特性は 25 mgy h まで相対感度が一用可能である無線電波可能距離は直線距離で 7 定値を推移し線量率依存はみられなかったがそれ m まで届くことを確認できたことから臨床の検査以上で相対感度が低下傾向にあった本システムは新型リアルタイム術者線量計システム 685

8 放射線検査における散乱線量測定用であり,PCI 領域では多くても 1 mgy/h 程度の散乱線量なので高線量率領域での感度低下は問題にならないと思われる 4). 方向特性は,PDM127 に比べてすべての角度において高感度を示し,±45 方向においても 8% 以上の感度を有していた. また, 左右非対称の感度を示すのは, 線量計素子の内部構造に起因するものであると考えられる. 電波の影響は, スマートフォンで大きく, 院内 PHS で小さかった. これは, スマートフォンが高周波数を用いている影響であると考えられる. さらに追加実験として, 線量計と携帯電話を密着状態から離していき, 誤計測が生じない距離の測定および各線量計を電波シールド ( 塩化ビニル導電性メッシュ ) に入れた状態で影響があったスマートフォンと院内 PHS の誤計測を再度測定した. 前述については,5 cm 以上離すことで影響がなくなること確認した. 後述については, 両線量計とも電波シールドによって誤計測の影響がなくなった. すなわち, 線量計と携帯電話を離して使うか, 電波シールドに入れることにより電波影響を排除することができることがわかった. 臨床の場においては, 胸ポケット等に線量計と院内 PHS を一緒に入れておくことは避けるべきである. 結語の X 線診断領域における基礎的性能は, 汎用的に用いられている PDM127 と比較しても十分であることが確認できた. さらに本システムは, 術者自身がリアルタイムで視覚的に空間散乱線量を把握することができるため, 被曝低減に大きく寄与できる可能性がある. したがっては, 特に PCI のような術者被曝線量が多くなる可能性のある場面において有用性が高いと思われる. インターベンションスタッフの被曝低減の一助になれば幸いである. 文献 1) 国立循環器病研究センター :212 年 (213 年度実施公表 ) 循環器疾患診療実態調査報告書. or.jp/jittai_chosa/jittai_chosa212web.pdf:p2-22(cited 214 Jan 2) 2) 藤原久義, 一色高明, 大野貴之, ほか : 循環器病の診断と治療に関するガイドライン (21 年合同研究班報告 ) 安定冠動脈疾患における待機的 PCI のガイドライン (211 年改訂版 ). pdf/jcs211_fujiwara.h.pdf:p4-21(cited 214 Jan 2) 3) Vano E, Escaned J, Vano-Galvan S, et al:importance of a patient dosimetry and clinical follow-up program in the detection of radiodermatitis after long percutaneous coronary interventions. Cardiovasc Intervent Radiol 213;36(2): ) Chida K, Morishima Y, Inaba Y, et al:physicianreceived scatter radiation with angiography systems used for interventional radiology:comparison among many x-ray systems. Radiat Prot Dosimet 212;149 (4): ) ICRP(International Commission on Radiological Protection):Statement on Tissue Reactions. Approved by the Commission on April 21, 211. ICRP ref %2Tissue%2Reactions.pdf(cited 214 Jan 2) 6) 岩谷佳美, 加賀勇治, 芳賀善裕, ほか : 術者の被曝線量 : 左橈骨動脈アプローチにおける術者の被曝管理. 心臓 211:43(1):25-3 7) 千田浩一, 斎政博, 洞口正之, ほか : 経上腕動脈アプローチによる心臓カテーテル検査における術者被曝線量 - 経大腿動脈アプローチとの対比 -. 心臓 1999:31(8): ) Chida K, Takahashi T, Ito D, et al:clarifying and visualizing sources of staff-received scattered radiation in interventional procedures. Am J Roentgenol 211; 197:W9-W93 9) Chida K, Kaga Y, Haga Y, et al:occupational dose in interventional radiology procedures. Am J Roentgenol 213;2: ) Vano E, Fernandez JM, Sanchez R:Occupational dosimetry in real time. benefits for interventional radiology. Radiat Measur 211;46(11): ) Sanchez R, Vano E, Fernandez JM, et al:staff radiation doses in a real-time display inside the angiography room. Cardiovasc Intervent Radiol 21;33(6): ) Case Study:Real time Dose Monitoring, BY FREDERIC J. MIS, PH. D, CHP, RSO, URMC, ) Inaba Y, Chida K, Kobayashi R, et al:fundamental Study of a real-time occupational dosimetry system for interventional radiology staff. J Radiol Prot 214;34 (3):N ) Inaba Y, Chida K, Shirotori K, et al:comparison of the radiation dose in a cardiac IVR X-ray system. Radiat Prot Dosimet 211;143(1): 心臓 Vol.47 No.6(215)

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スライドタイトルなし IVR 領域における DRLs215 の活用と今後の動向について日本血管撮影インターベンション専門診療放射線技師認定機構坂本肇山梨大学医学部附属病院放射線部診断参考レベル ICRP ( 国際放射線防護委員会 ) ( International Commission on Radiological Protection ) Publication 6 (199) 199 年勧告 Publication

基礎研究 冠動脈インターベンションにおける新型リアルタイム術者線量計システムの有用性 Usefulness of new personal dosimeter systems in the percutaneous coronary intervention procedures 1,2) 稲葉洋平

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