頭蓋骨の低線量の3次元CT撮影によるチタンインプラントのカスタマイズの可能性

Feasibility of customizing titanium implant with three-dimensional CT imaging of low dose in skull.

• Min-Xia Yang
• Bing Chen
• Ya-Ping Zhang
• Zhen-Hua Zhao

抄録

目的:

本研究では、頭蓋骨欠損部の仮想三次元モデルを作成し、低線量の頭蓋骨三次元CT撮影によるチタンインプラントのカスタマイズの実現可能性と実用性を検討した。

OBJECT: To explore the feasibility and practicability of making virtual three-dimensional model of skull defect and customizing titanium implant by skull three-dimensional CT examination of low dose.

方法:

頭蓋形成術前に頭蓋骨三次元CTを受けた頭蓋骨欠損患者60名を、A群（従来線量120ピークキロボルト（kVp）、150管電流時間積（mAs））、低線量B群（120kVp、50mAs）、低線量C群（100kVp、50mAs）、低線量D群（100kVp、30mAs）の4群に無作為に分け、それぞれの群の線量と画質を比較した。走査後、各群間で放射線量と画質を比較した。CTデータは再建会社に送られ、正確なチタンインプラントを作成し、脳神経外科医が頭蓋骨形成術を行った。術後、患者は直ちに頭部CTスキャンを受けて埋入位置の精度を確認し、一連の臨床機能を評価した。

METHODS: Sixty patients with skull defects who underwent skull three-dimensional CT before cranioplasty were randomly divided into 4 groups: group A (conventional dose 120 peak Kilovoltage (kVp), 150 tube current time product (mAs)), low dose group B (120 kVp, 50 mAs), low dose group C (100 kVp, 50 mAs), low dose group D (100 kVp, 30 mAs). After the scanning, we compared radiation doses and image quality among the groups. The CT data were sent to the reconstruction company to produce accurate titanium implants, and neurosurgeons performed cranioplasty. After the operation, patients immediately underwent head CT scans to confirm the accuracy of the implantation position, and a series of clinical functions were evaluated.

結果:

線量長積（DLP）と実効線量（ED）には4群間で有意差があった（P"Zs_200A"<"Zs_200A".001）。D群の体積CT線量指数（CDTIvol）、DLP、EDは、A群と比較して、それぞれ87.1％、86.9％、87.3％低かった（P"Zs_200A"<"Zs_200A".001）。画質は全て一般的なレベル以上であり、統計的な差は認められなかった（P"Zs_200A">"Zs_200A".05）。チタンインプラントの製作に成功し、全ての頭蓋骨形成術がスムーズに行われ、患者さんの臨床機能も順調に回復しています。

RESULTS: There were significant differences in dose length product (DLP) and effective dose (ED) among the 4 groups (P < .001). The volume CT dose index (CDTIvol), DLP, and ED in group D were, respectively, 87.1%, 86.9%, and 87.3% lower than those in group A (P < .001). All images quality were at or above the general level, and there was no statistical difference (P > .05). Titanium implants were successfully manufactured, every cranioplasty was carried out smoothly, and the clinical function of patients recovered well.

結論:

頭蓋骨内の低線量の三次元CT画像を用いてチタンインプラントをカスタマイズすることは、臨床的要件を満たしただけでなく、放射線量とハザードを大幅に低減することができた。

CONCLUSION: Customizing titanium implant with three-dimensional CT imaging of low dose in skull not only met the clinical requirements, but also significantly reduced the radiation dose and hazard.