Computertomografie: Einfluss des variablen Röhrenstroms auf die Patientendosis und die Genauigkeit von Berechnungen der effektiven Dosis

Zusammenfassung

Ziel: Bestimmung des Einflusses einer Röhrenstrom-Modulation während des CT-Scans auf Organdosen und effektive Dosis in Abhängigkeit von der Patientenkonstitution. Abschätzung der Genauigkeit von Berechnungen der effektiven Dosis auf Grundlage summarischer Parameter (effektive mAs, Dosis-Längen-Produkt [DLP]) im Vergleich zur Berücksichtigung schichtspezifischer Röhrenströme. Material und Methoden: An 806 Patienten mit meist malignen Erkrankungen wurde die Region von der Schädelbasis bis zum proximalen Oberschenkel untersucht. Die effektive Dosis wurde mithilfe schichtspezifischer und über Regionen gemittelter Konversionsfaktoren berechnet. Ergebnisse: Die Dosisoptimierung mittels variablen Röhrenstroms führte zu einer Verringerung der Gonadendosis für BMI ≤ 20 … 21 kg/m² und der effektiven Dosis für BMI ≤ 26 kg/m². Wenn das DLP zur Berechnung der effektiven Dosis herangezogen wurde, lagen die Ergebnisse für 90 % der Patienten innerhalb eines ± 20 %-Intervalls der mithilfe schichtspezifischer Röhrenströme berechneten Dosiswerte. Schlussfolgerung: Für die betrachtete Scan-Region wurde durch die Variation des Röhrenstroms während CT-Scans bereits ab BMI unterhalb des Durchschnittswertes für Deutschland im Mittel eine Dosiserhöhung beobachtet. Die Berechnung der effektiven Dosis auf Grundlage summarischer protokollierter Werte wie DLP oder effektiver mAs führte zu hinreichend genauen Ergebnissen.

Abstract

Purpose: Determination of the influence of tube currents varying during a CT scan on organ doses and on the effective dose as a function of patient constitution. Evaluation of the accuracy of effective dose calculations based on summarizing parameters (effective mAs, dose length product [DLP]) compared to calculations based on slice-specific tube currents. Materials and Methods: Investigation of the CT datasets of 806 patients acquired from the skull base to the proximal thigh with respect to the body mass index (BMI). The effective dose was calculated by means of slice-specific as well as region-specific conversion factors. Results: Dose optimization by means of variable tube current resulted in a reduction of the gonad dose in patients with BMI ≤ 20 … 21 kg/m² and of the effective dose in patients with BMI ≤ 26 kg/m². Effective dose values calculated with the DLP for 90 % of the patients are within an interval of ± 20 % of the values calculated using slice-specific tube currents. Conclusion: If tube current optimization during the CT scan was applied, for the scan region under investigation, at a BMI already below the German mean value, an increased effective dose was observed. Calculations of the effective dose on the basis of summarizing values such as DLP or effective mAs are of sufficient accuracy.

Key words

physics - CT - radiation safety

Literatur

• 1 Bundesamt für Strahlenschutz .Drucksache 16 / 3084 des Deutschen Bundestages. Berlin; 2006
• 2 Heyer C M, Peters S, Lemburg S. et al . Einschätzung der Strahlenbelastung radiologischer Thorax-Verfahren: Was ist Nichtradiologen bekannt?.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  179 261-267
• 3 Lehnert T, Wohlers J, Streng W. et al . Dosisvariation mit einem direkten Selen-Flachbilddetektor - Eine Studie zur Dosisreduktion bis an die Grenzen der diagnostischen Verwertbarkeit.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 DOI: DOI 10.1055 /s-2006 - 940 580
• 4 Husmann L, Leschka S, Boehm T. et al . Einfluss des Bodymass-Index auf den Kontrast in den Koronararterien mit der 64-Schicht-CT.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 1007-1013
• 5 McCollough C H, Bruesewitz M R, Kofler J M Jr. CT dose reduction and dose management tools: overview of available options.  Radiographics. 2006;  2 503-512
• 6 Gosch D, Gosch K, Kahn T. Konversionsfaktoren zur Ermittlung der effektiven Dosis für Patienten aus dem Dosisflächenprodukt bei Röntgendurchleuchtungsuntersuchungen.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  179 1035-1042
• 7 Jansen J TM, Geleijns J, Zweers D. et al . Calculation of computed tomography dose index to effective dose conversion factors based on measurement of the dose profile along the fan shaped beam.  Br J Radiol. 1996;  69 33-41
• 8 Zankl M, Panzer W, Drexler G. The Calculation of Dose from External Photon Exposures Using Reference Human Phantoms and Monte Carlo Methods. Part VI: Organ Doses from Computed Tomographic Examinations. GSF-Bericht 30 / 91. ISSN 0721-1694
• 9 Nagel H D. Strahlenexposition in der Computertomographie: Grundlagen, Einflußfaktoren, Dosisermittlung, Optimierung, Zahlenwerte, Begriffe.  CJB Publication, Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V, . 1991; 
• 10 Glaesmer H, Brähler E. Schätzung der Prävalenz von Übergewicht und Adipositas auf der Grundllage subjektiver Daten zum Body-Mass-Index (BMI).  Gesundheitswesen. 2002;  64 133-138
• 11 ImPACT CT Patient Dosimetry Calculator. Version 0.99v,. 17.6.2004
• 12 Bohy P, Maertelaer de V, Roquigny A. et al . Multidetector CT in Patients Suspected of Having Lumbar Disk Herniation: Comparison of Standard-Dose and Simulated Low-Dose Techniques.  Radiology. 2007;  244 524-531
• 13 Stamm G, Nagel H D. CT-Expo - ein neuartiges Programm zur Dosisevaluierung in der CT.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 1570-1576
• 14 Koller F, Roth J. Die Bestimmung der effektiven Dosen bei CT-Untersuchungen und deren Beeinflussung durch Einstellparameter.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  179 38-45
• 15 Brix G, Lechel U, Veit R. et al . Assessment of a theoretical formalism for dose estimation in CT: an anthropomorphic phantom study.  Eur Radiol. 2004;  14 1275-1284
• 16 Kalender W A, Wolf H, Suess C. et al . Dose reduction in CT by on-line tube current control: principles and validation on phantoms and cadavers.  Eur Radiol. 1999;  9 323-328
• 17 Graser A, Wintersperger B J, Suess C. et al . Dose reduction and image quality in MDCT colonography using tube current modulation.  Am J Roentgenol. 2006;  187 695-701
• 18 Rizzo S, Kalra M, Schmidt B. et al . Comparison of angular and combined automatic tube current modulation techniques with constant tube current CT of the abdomen and pelvis.  Am J Roentgenol. 2006;  186 673-679
• 19 Greess H, Wolf H, Suess C. et al . Dosisautomatik bei der Mehrzeilenspiral-CT: Phantommessungen und klinische Ergebnisse.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 862-869
• 20 Fechtner K, Schipp A S, Heye T. et al . Multislice CT des Abdomens: Dosisreduktion durch Verwendung einer automatischen Röhrenstrommodulation in der klinischen Routine.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 S1 DOI: 10.1055 /s-2006 - 940 862
• 21 Lehmkuhl L. Dosisreduktion in der 16-Zeilen-Computertomographie mittels anatomisch adaptierter Röhrenstrommodulation.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 S1 DOI: 10.1055 /s-2004 - 827 856
• 22 Jedrusik P, Dammann F, Zelesny T. et al . Klinische Erprobung der z-Achsen modulierten Dosisreduktion bei der Ganzkörper-CT.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 S1 DOI: 10.1055 /s-2006 - 940 865
• 23 Mühlenbruch G, Hohl C, Das M. et al . Evaluation of automated attenuation-based tube current adaptation for coronary calcium scoring in MDCT in a cohort of 262 patients.  Eur Radiol. 2007;  17 1850-1857
• 24 Sachs L. Angewandte Statistik. Berlin; Springer 1992: 441
• 25 Khursheed A, Hillier M C, Shrimpton P C. et al . Influence of patient age on normalized effective doses calculated for CT examinations.  BR J Radiol. 2002;  75 819-830
• 26 Dierker J, Eschner W, Gosch D. et al .Pränatale Strahlenexposition aus medizinischer Indikation. Dosisermittlung, Folgerungen für Arzt und Schwangere. DGMP-Bericht Nr. 7. 2002, ISBN 3-925218-74-2
• 27 DIN 6809-7: Klinische Dosimetrie. Teil 7: Verfahren zur Ermittlung der Patientendosis in der Röntgendiagnostik. Berlin; Beuth Verlag 2003
• 28 Boetticher von H, Lachmund J, Hoffmann W. Wie konservativ ist die Abschätzung der effektiven Dosis durch die amtliche Personendosimetrie für das Personal in der Radiologie?.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  179 728-732
• 29 Hietschold V, Koch A, Laniado M. et al . Computertomographie: Berechnung der effektiven Dosis bei während des Scans variablem Röhrenstrom.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 S1 DOI: 10.1055/s-2006-940863