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Joint AAPM Task Group 282/EFOMP Working Group Report: Breast dosimetry for standard and contrast-enhanced mammography and breast tomosynthesis

Sechopoulos I, Dance DR, Boone JM, et al. Joint AAPM Task Group 282/EFOMP Working Group Report: Breast dosimetry for standard and contrast-enhanced mammography and breast tomosynthesis. Med.Phys. 2024;51:712–739.

https://doi.org/10.1002/mp.16842

【 新しい乳房線量評価法AAPM-TG282について　米国医学物理学会タスクグループ282と欧州医学物理学会合同ワーキンググループ：マンモグラフィ・造影マンモグラフィ・乳房トモシンセシスの乳房線量評価】

＜ 簡単な要約 ＞

　AAPM/EFOMP Task Group 282（TG-282）は、デジタルマンモグラフィ（DM）、デジタルブレストトモシンセシス（DBT）、造影マンモグラフィ（CEM）、造影乳房トモシンセシス（CEDBT）における乳房線量評価を統一的に扱う国際的報告書である。

　従来の線量モデル（Dance、Wu/Boone）は乳房を均質な脂肪・乳腺混合物として扱い、乳房厚や乳腺密度の変化、CC方向撮影/MLO方向撮影の両方の撮影法への対応やDBT・CEMへの拡張性には限界があった。

　TG-282では、皮膚・脂肪・乳腺の不均質分布やMLO方向撮影における大胸筋を含む解剖学的に現実に近い三次元乳房モデルを構築し、圧迫乳房厚や体積乳腺密度（VBD）を入力パラメータとして、モンテカルロシミュレーション法により平均乳腺線量（D_g）を算出する。

　X線スペクトル、撮影方向、照射角度依存性も考慮され、専用ソフト「BreastAGD282」によりDM・DBT・CEM・CEDBTを単一体系で評価可能である。従来モデルに比べ、厚い乳房や低密度乳房でD_gが低く算出され、従来法のバイアスが軽減される。

　また、非標準撮影法での線量推定やファントム評価、測定空気カーマ(K_m)の測定条件も明確化され、患者個別性を反映した乳房線量評価の国際標準化や診断参考レベル改訂に資する枠組みとなっている。

＜ もう少し踏み込んだ要約 ＞

全28ページにわたる論文であるため、もう少し踏み込んだ要約を掲載する。

１、緒言

AAPM/EFOMP Task Group 282（TG-282）は、デジタルマンモグラフィ（DM）、デジタルブレストトモシンセシス（DBT）、造影マンモグラフィ（CEM）における乳房線量評価を統一的に扱うために策定された国際的報告書である。乳がん検診や診断における放射線被ばく評価は重要であり、その指標として平均乳腺線量(Average Glandular Dose: D_g）が広く用いられている。従来、D_gの推定にはDanceモデルやWu/Booneモデルが使用されてきた。これらは乳房を均質な脂肪・乳腺混合体として扱い、単純化された幾何学モデルに基づき線量換算係数を算出している。しかし、従来モデルには以下の課題があった。

• 乳腺分布を均一と仮定している
• 主に従来型DMに対応している
• DBTやCEMへの拡張性が限定的
• 乳房厚や乳腺密度変化への対応が不十分

近年、DBTの普及や体積乳腺密度(Volumetric Breast Density:VBD）の定量化が進み、より精緻な線量評価モデルの必要性が高まっていた。本報告の目的は、従来モデルの限界を克服し、現代の撮影技術に対応した新たな乳房線量評価体系を提示することである。

このTGの特徴（1.3 目的より）：

• DM、DBT、CEMに対応
• CCとMLOの両方の形状に対応
• MLOの大胸筋もモデルに含む
• 様々な圧迫厚・乳房サイズに対応し、適切な皮膚厚とFibroglandular tissue(線維腺組織)分布を反映
• ヒール効果や主なX線の要素を反映
• 単一のエネルギー変換係数を使用
• 入射空気カーマの定義を明確化
• 簡単にアクセス可能なソフトウェアの紹介

２、用語の統一

TG-282では用語を統一しており、略語および定義を明示している。Dg: Average Glandular Dose, K_m: Measured air kermaなどのdosimetryに関する用語やCEDBT :Contrast-enhanced digital breast tomosynthesis,CEDM: Contrast-enhanced digital mammographyなどの用語。

３、乳房線量評価法

TG-282では、モンテカルロシミュレーションを用い、解剖学的に現実に近い三次元乳房モデルを構築した。乳房モデルは以下の構成要素を含む。

• 皮膚層
• 脂肪組織
• 不均質に分布する乳腺組織
• MLO方向撮影における大胸筋

さらに、圧迫乳房厚(CBT)および体積乳房密度(VBD)を入力パラメータとして、連続的に変化する条件下でK_refとΓを掛け合わせることによりDgを算出する。K_refはK_m(測定空気カーマ)に距離の補正と入射空気カーマ補正係数により計算できる。3.2では空気カーマの測定法について詳細が記載されており、特にKm測定では、可能な限り最大のX線照射野、乳房圧迫パドルの高位置、後方散乱に影響されない線量計の使用が推奨されている。D_gの計算にはX線スペクトル、撮影方向（CC/MLO）、照射角度依存性（特にDBT）も組み込まれている。TG-282の理論は専用ソフト「BreastAGD282」として実装され、DM、DBT、CEM、CEDBTを単一体系で評価可能である。

• BreastAGD282ソフトウェアDLリンク: https://doi.org/10.5281/zenodo.10030302
• TG282 Online Calculator: https://medphys.royalsurrey.nhs.uk/TG282doseCalculator/

４、手法と実装の詳細

本章では、変換係数Γの計算式、乳房モデル(乳房専用CTのデータによる)、X線のモデル、そしてモンテカルロシミュレーションの詳細が示されている。乳房モデルの構築、モンテカルロ計算の条件、システム固有スペクトルの調整などが記載されている。

５、主な推奨事項

TG-282における推奨事項は以下の通り。

・乳房線量評価に用いる乳房モデルは、固定の乳腺割合ではなく、集団における線維腺組織（fibroglandular）密度に基づくべきである。

・乳房の線維腺組織密度を示す指標としては、VBDを用いること。これは皮膚を含む乳房全体の体積に対して、線維腺組織が占める割合で定義される。

・乳房密度が不明な場合（例：患者データのレトロスペクティブ線量推定）、乳腺密度50%ではなく、圧迫乳房厚さに対応する50パーセンタイルの密度を使用すること。

・圧迫乳房厚さが 15 mm未満または120 mm超 の場合、D_gはそれぞれ 15 mmまたは120 mmの厚さに対応する値 を用いること。

・標準以外の撮影方向（非標準方向撮影）の線量推定が必要な場合は、CC view（Craniocaudal）でのD_g推定値を使用すること。

・事前評価（ファントムを用いた評価）の場合は、標準乳房モデルの配列を使用すること。

・システム固有のX線スペクトルモデルを使用し、ソフトウェアが測定された初回HVL（Half-Value Layer）に合わせて調整できるようにすること。

・K_mの測定は、可能な限り最大のX線照射野を作るシステムのコリメーションを使用して行うこと。

・K_m測定時、乳房圧迫パドルはシステムが許す範囲で最も高く位置させること。

・K_m測定に用いる線量計は後方散乱に影響されないものを用いるか、または空中でのK_mを測定すること。

付録

付録A：測定位置による補正係数(入射空気カーマ補正係数)について

付録B：集団ごとの乳腺密度の分布について

付録C：今回の評価方法と、従来の評価方法での平均乳腺線量の比較

付録D：今回の乳房モデルでの線量推定と患者ごとの線量推定

TG-282によるD_gは従来のモデルであるDanceモデルよりやや低値となる傾向がある。特に以下の条件で差が顕著である。

• 乳房厚が厚い症例
• 乳腺密度が低い症例

従来モデルが乳腺を中央集中・均一分布と仮定していたことによるバイアスが軽減されているためである。DBTやCEMでも一貫した線量評価が可能であり、回転撮影条件での評価も容易になった。TG-282は、乳房線量評価を単純モデルから解剖学的実態を反映したモデルへ進化させ、VBDを取り入れることで患者個別性を考慮したD_g推定を可能にしている。DM・DBT・CEMを統一的に扱えることは、国際比較や診断参考レベル（DRL）改訂において重要である。

　本邦の乳房撮影精度管理マニュアルではDanceの式を用いて平均乳腺線量（Dg）を算出している。AAPM/EFOMP TG-282は、より実際の乳房に近い不均質な乳房モデルを採用し、CCだけでなくMLOでの評価にも対応するとともに、DBTやCEMの線量評価も可能とした新しい枠組みである。専用ソフトウェアのダウンロードやオンライン計算ツールの利用も可能であり、従来法との違いを理解するうえでも、一度実際に試してみる価値があると感じる。また、Dance法と同様に空気カーマに基づいて評価を行い、TG-282ではKm（measured air kerma）の定義や測定条件、線量計の配置について Section 3.2 に詳述されている。第一半価層（HVL）は必須入力ではないが、測定値を用いることでシステム固有のX線スペクトル補正が可能となり、より精度の高い線量評価が期待される。

【ＤＬリンク】

BreastAGD282ソフトウェアDLリンク: https://doi.org/10.5281/zenodo.10030302

TG282 Online Calculator: https://medphys.royalsurrey.nhs.uk/TG282doseCalculator/