Analyse verschiedener Niedrigdosis-Abdomen-CT-Protokolle im Hinblick auf Dosis und Bildqualität

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, verschiedene Niedrigdosisprotokolle für die abdominelle Computertomographie zu evaluieren und dosimetrisch zu vergleichen. Es wurden vier Protokolle von zwei Radiologen ausgewählt, welche die diagnostischen Kriterien bei gleichzeitig möglichst geringer Strahlenbelastung erfüllten. Die Begutachtung der Bildqualität basierte zum einen auf den „European Quality Criteria for Computed Tomography“ als auch auf Likert-Skalen, die neben Auflösung und Bildrauschen verschiedene andere subjektive Kriterien berücksichtigte. Als objektives Bewertungsverfahren wurde das SNR und CNR an verschiedenen anatomischen Lokalisationen gemessen. Alle Protokolle haben einen unterschiedlichen Ansatz zur Minimierung der Strahlungsdosis (Dual Source, Care KV, Flash Pitch 3,2 sowie Zinn-Filter). Die Messung der Dosis erfolgte mittels Thermolumineszenzdosimetrie für alle Protokolle so-wohl im Schweinekadaver als auch im Aldersonphantom. Die Versuchsanordnung im Schweinekadaver ermöglichte eine Dosismessung direkt am Organ sowie eine gute Bewertung der Bildqualität im realen Weichgewebe. Die zweite Versuchsanordnung mit Verwendung des Aldersonphantoms erlaubte einen besser reproduzierbaren Ansatz der Dosismessung und Ermittlung der effektiven Dosis im Menschen. Das vom Scanner berechnete DLP sowie die Messungen zeigten die geringsten Dosisbelastungen im Dual Source Protokoll. Im Aldersonversuch lag das errechnete DLP für das Dual Source Protokoll bei 16 mGy*cm. Zum Vergleich erzielte das Low Dose Abdomen Care kV Protokoll ein DLP von 21,9 mGy*cm. Im Schweineversuch lag das DLP für das Dual Source Protokoll bei 33,5 mGy*cm. Das höchste DLP im Schweineversuch hatte das Zinn-Filter Protokoll mit 48,6 mGy*cm. Des Weiteren ist die Strahlenbelastung des Patienten bei allen Protokollen deutlich niedriger als die vom Bundesamt für Strahlenschutz vorgegebenen Richtwerte. Daher lässt sich sagen, dass durch die Anwendung von optimierten Protokollen an modernen CT Scannern eine deutliche Dosisreduktion bei weiterhin ausreichender Bildqualität erzielt werden kann.

The aim of the following thesis was to evaluate different low dose protocols for abdominal computed tomography. To do so, two radiologists chose four protocols that reached the requirements for diagnostic imaging whilst having the lowest possible radiation dose. The quality assessment was based on the „European Quality Criteria for Computed Tomography“ as well as a 3, respectively 4 Point Likert Scale that included spatial resolution, image noise and various other qualitative parameters. Objective quality was determined by measuring SNR (signal-to-noise ratio) and CNR (contrast-tonoise ratio) in different anatomical locations. The four carefully selected protocols all follow a different approach to minimize the radiation dose (Dual Source, Care KV, Flash Pitch 3,2 and 1,9 and Sn Filter). The dose measurements were then performed using thermoluminescent dosimeters in a swine cadaver and an Alderson phantom for each protocol. The test set up in the swine cadaver allowed for direct dose measurements at different organs. The second experimental arrangement using the Alderson phantom allows a more reproducable approach to measuring the dose in an antropomorphic phantom, which makes it possible to determine the effective dose. The dose-length-product estimated by the scanner and the measurements showed the lowest doses in the Dual Source protocols. The DLP for the Alderson phantom was 16 mGy*cm for the Dual Source protocol. In comparison the Low Dose Abdomen Care kV protocol showed a DLP of 21,9 mGy*cm. In the swine cadaver the Dual Source protocol had a calculated DLP of 33,5 mGy*cm. The highest DLP in the swine experiment was reached in the Tin-Filter protocol with 48,6 mGy*cm. Also, all the protocols entail a much lower dose to the patient than the dose limits that are set by the Federal Ministery for Radiation Protection (Bundesamt für Strahlenschutz). In summary it can be stated that it is possible to reduce the radiation dose to a large degree by using modern scanners and technologies for protocol optimization while maintaining an acceptable image quality.