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CC BY 4.0 · Rofo
DOI: 10.1055/a-2536-3534
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Impact of Next-Generation Computed Tomography Scanners on Image Quality and Radiation Dose in Cardiac CT Outpatient Imaging

Einfluss von next-generation-Computertomografen auf Bildqualität und Dosis in der ambulanten Herz-CT-Diagnostik
Henrik Jakob Michaely
1   Radiology, MVZ Radiologie Karlsruhe, Karlsruhe, Germany
,
Melanie Lueck
1   Radiology, MVZ Radiologie Karlsruhe, Karlsruhe, Germany
,
Miriam van Rickeln
1   Radiology, MVZ Radiologie Karlsruhe, Karlsruhe, Germany
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Abstract

Purpose

Retrospective analysis of 245 consecutive cardiac CTA cases before and after transition from a 128-slice single-source CT scanner (SSCT, Definition AS+, temporal resolution 150ms, detector width 38.4mm) to a 128-slice dual-source CT scanner (DSCT, Pro.Pulse, 86ms, 38.4mm).

Materials and Methods

A total of 113 patients (33f/80m, mean age 66.0 years) were examined using the SSCT scanner, while 132 patients (43f/89m, 64.7 years) were examined using the DSCT scanner. Protocol selection (sequential/spiral) was performed manually on the SSCT scanner. On the DSCT scanner, protocol selection was automated using built-in AI. Heart rate, kV for CTA, and DLP (mGy·cm) for CTA were recorded. Image quality was independently evaluated for the RCA, LM, LAD, and LCX by two experienced readers on a three-point ordinal scale: 3 – excellent, 2 – minor artifacts but diagnostic, 1 – artifacts rendering vessel evaluation incomplete.

Results

The mean heart rate of the patients was not significantly different between the SSCT scanner (61.1 bpm) and DSCT scanner (61.6 bpm). The mean kV for CTA was 101.4 on the SSCT scanner and 74.2 on the DSCT scanner (p<0.0001). The mean radiation dose for cardiac CTA, measured as DLP, was 134.2 on the SSCT scanner, 53% higher than the 87.7 on the DSCT scanner (p=0.001). For the SSCT scanner, 32% and 37% of RCAs were non-diagnostic according to readers 1 and 2, compared to 3% and 2% for the DSCT scanner. For the LM, LAD, and LCX, the rate of non-diagnostic cases was 2–7% with the SSCT scanner and 0–1% with the DSCT scanner.

Conclusion

Under otherwise unchanged external conditions, the switch from SSCT to DSCT scanner for cardiac CT resulted in a significant reduction in radiation dose by approximately 34%, along with a significant decrease in non-diagnostic examinations.

Key Points

  • Switching from an SSCT to a DSCT scanner in an outpatient setting results in a significant dose reduction of approximately 34%.

  • The number of artifact-related non-diagnostic examinations is significantly reduced when using a DSCT scanner with higher temporal resolution.

  • Outpatient cardiac CTA can be performed with an average radiation dose well below 2 mSv using both SSCT and DSCT systems.

Citation Format

  • Michaely HJ, Lueck M, van Rickeln M. Impact of Next-Generation Computed Tomography Scanners on Image Quality and Radiation Dose in Cardiac CT Outpatient Imaging. Rofo 2025; DOI 10.1055/a-2536-3534

Zusammenfassung

Ziel

Untersuchung des Einflusses eines CTs neuerer Bauart mit Dual-Source-Technologie auf Bildqualität und Strahlendosis in der ambulanten Radiologie.

Material und Methoden

Retrospektive Analyse von 245 konsekutiven Herz-CTA-Fällen vor und nach der Umstellung von einem 128-Zeilen Single-Source CT (SSCT, Definition AS+, zeitliche Auflösung 150ms, Detektorbreite 38,4mm) auf ein 128 Zeilen Dual-Source CT (DSCT, Pro.Pulse, 86ms, 38,4mm). 113 Patienten (33/80 f/m, durchschnittliches Alter 66,0 a) wurden auf dem SSCT untersucht, 132 Patienten (43/89 f/m, 64,7 a) wurden auf dem DSCT untersucht. Die Protokollwahl (Sequenz/Spirale) erfolgt auf dem SSCT manuell, bei dem DSCT über die eingebaute KI automatisch. Die Herzrate, kV für die CTA und DLP (mGycm) für die CTA, wurde aufgezeichnet. Die Bildqualität wurde von 2 erfahrenen Befundern für die Gefäße RCA, LM, LAD, LCX auf einer ordinalen 3-Punkt-Skala unabhängig bewertet: 3- exzellent, 2- geringe Artefakte aber diagnostisch, 1- Artefakte, Gefäß nicht komplett beurteilbar.

Ergebnisse

Die mittlere Herzrate der Patienten war mit 61,1bpm (SSCT) beziehungsweise 61,6bpm (DSCT) nicht signifikant unterschiedlich. Die mittlere kV für die CTA war beim SSCT 101,4, bei DSCT 74,2 (p<0,0001). Die mittlere Dosis für die Herz-CTA auf dem SSCT war mit einem DLP von 134,2 53% höher als auf dem DSCT mit einem DLP von 87,7 (p= 0,001). Für das SSCT waren bei Reader 1 und 2 32% beziehungsweise 37% der RCA nicht diagnostisch, für das DSCT 3% beziehungsweise 2%. Bei der LM, LAD und LCX lag die Rate der nicht diagnostischen Fälle für das SSCT bei 2–7%, beim DSCT zwischen 0–1%.

Schlussfolgerung

Bei sonst unveränderten äußeren Umständen führt allein die Umstellung von einem SSCT auf ein DSCT für die Herz-CT zu einer signifikanten Reduktion der Strahlendosis um circa 34% bei gleichzeitig signifikanter Verminderung nicht diagnostischer Untersuchungen.

Kernaussagen

  • Der Wechsel von einem SSCT auf ein DSCT im ambulanten Setting führt zu einer signifikanten Dosisreduktion von ca. 34%.

  • Die Anzahl Artefakt-bedingter nicht-diagnostischer Untersuchungen ist bei Verwendung eines DSCT mit höherer zeitlicher Auflösung signifikant vermindert.

  • Die ambulante Herz-CTA kann sowohl mit einem SSCT als auch einem DSCT mit einer durchschnittlichen Strahlendosis von deutlich unter zwei mSv durchgeführt werden.

Keywords

heart - CT-angiography - cardiac ct - dual-source ct - image quality - radiation dose


Publication History

Received: 07 December 2024

Accepted after revision: 27 January 2025

Article published online:
05 March 2025

© 2025. The Author(s). This is an open access article published by Thieme under the terms of the Creative Commons Attribution License, permitting unrestricted use, distribution, and reproduction so long as the original work is properly cited. (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

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