Zusammenfassung
Ziel: In dieser Studie sollte das Standarduntersuchungsprotokoll für eine High-Resolution-Computertomografie (HRCT) des Thorax zur Untersuchung von immunsupprimierten Patienten mit unklarem Fieber mithilfe eines Dosissimulationsprogramms hinsichtlich einer reduzierten Strahlenexposition dosisoptimiert werden. Material und Methoden: Bei 30 immunkomprimierten Patienten mit Verdacht auf Pneumonie wurden HRCT-Untersuchungen des Thorax an einem MSCT-Volume-Zoom-Scanner (Siemens, Erlangen, Deutschland) mit folgenden Parametern durchgeführt: 120 kV, 100 eff.mAs und einer Kollimation von 4 × 1 mm. Mithilfe eines Dosissimulationsprogramms wurden aus den Rohdaten 4 verschiedene Dosisstufen (70, 50, 35 und 25 mAs) und 2 Schichtdicken (1 und 5 mm) im Lungenfenster rekonstruiert. Hierzu wurde zu den Rohdaten ein berechnetes Röhrenstrom-Zeitprodukt-abhängiges Rauschen addiert. Die Bilder wurden unabhängig von 2 Radiologen mit einer 3-Punkte-Skala bewertet: 1 = kein Infiltrat, 2 = unsicher, 3 = Infiltrat. Es wurde die Sensitivität und Spezifität für die Dosisstufen und Schichtdicken berechnet. Es erfolgte eine Receiver-Operating-Curve (ROC)-Analyse, um die Fläche unter der Kurve (AUC) zu bestimmen. Ergebnisse: Von den 30 Patienten hatten 7 kein und 23 ein Infiltrat. Die Sensitivität betrug immer 100 %. Es gab einen falsch positiven Befund bei 35 mAs und 1 mm Schichtdicke. Hier fiel die Spezifität auf 93 % ab. Bei den übrigen Dosisstufen lag sie bei 100 %. Die AUC der ROC-Analyse betrug 1,0. Trotz Dosisreduktion auf 25 mAs wurden alle Infiltrate richtig erkannt. Bei 25 mAs verringert sich die Strahlenexposition auf ein Viertel der Ausgangsdosis. Es ergab sich eine effektive Dosis von 1,15 mSv (männl.), 1,5 mSv (weibl.) sowie ein CTDIvol von 2,5 mGy. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Dosissimulationsstudie zeigen, dass die HRCT-Untersuchung des Thorax bei immunkomprimierten Patienten mit einem Viertel der Standarddosis durchgeführt werden kann, ohne dass es zu signifikanten Fehldiagnosen kommt.
Abstract
Purpose: The purpose of this study was to optimize high-resolution MSCT chest protocols for the evaluation of symptomatic immunosuppressed patients with suspected pneumonia using a dose-simulating program. Materials and Methods: Using the MSCT (Siemens, Erlangen, Germany), 30 immunosuppressed patients with suspected pneumonia were examined with a low-dose HRCT of the chest (120 kV, 100 eff.mAs and collimation of 4 × 1 mm). A dose-simulating program was used to reconstruct the raw data at four different dose levels (70, 50, 35 und 25 mAs). For dose simulation for each mAs product, the correspondent noise level was added to the data. Images were generated with a slice thickness of 1 mm and 5 mm in the lung window. The images were then evaluated independently by two radiologists and graded on a scale of 1 to 3 points: 1 = no pneumonia, 2 = unclear, 3 = pneumonia. A receiver operating curve (ROC) analysis was performed to calculate the area under the curve (AUC). The actual dosage in mSv was calculated. The sensitivity and specificity were evaluated. Results: Out of 30 patients, 7 had a normal chest finding and 23 had pneumonia. The area under the ROC curve (AUC) was 1.0 for every dosage and slice thickness. Infiltrates were detected correctly for all dosage levels. The sensitivity was 100 % for all dose levels and slice thicknesses. There was one false positive finding at 35 mAs and 1 mm slice thickness. At this dose level the specificity was reduced to 93 %. A reduction to 25 mAs had no influence on the detection of pneumonia. Thus, MSCT examinations of the chest can be performed with 25 mAs without missing the right diagnosis, resulting in an effective dose of 1.15 mSv (men), 1.5 mSv (women) and a CTDIvol of 2.5 mGy. Conclusion: For the evaluation of pneumonia in immunocompromised patients, MSCT examination of the chest can be performed with 25 mAs. Thus, radiation exposure was reduced to a quarter compared to the standard protocol.
Key words
image manipulation/reconstruction - thorax - radiation safety - CT high-resolution methods&techniques
Literatur
1
Burnie J P.
Pulmonary problems of the immunocompromised patient.
Br Med J (Clin Res Ed).
1981;
282
2077
2
Worthy S A, Flint J D, Muller N L.
Pulmonary complications after bone marrow transplantation: high-resolution CT and pathologic findings.
Radiographics.
1997;
17
1359-1371
3
Heussel C P, Kauczor H U, Heussel G. et al .
Early detection of pneumonia in febrile neutropenic patients: use of thin-section CT.
Am J Roentgenol.
1997;
169
1347-1353
4
Heussel C P, Kauczor H U, Ullmann A J.
Pneumonia in neutropenic patients.
Eur Radiol.
2004;
14
256-271
5
Speich R.
Diagnosis of pulmonary problems in HIV-infected patients.
Monaldi Arch Chest Dis.
1993;
48
221-232
6
Traill Z C, Miller R F, Shaw P J.
CT appearances of intrathoracic Kaposi’s sarcoma in patients with AIDS.
Br J Radiol.
1996;
69
1104-1107
7
Kotloff R M.
Noninfectious pulmonary complications of liver, heart, and kidney transplantation.
Clin Chest Med.
2005;
26
623-629
8
Janzen D L, Padley S P, Adler B D. et al .
Acute pulmonary complications in immunocompromised non-AIDS patients: comparison of diagnostic accuracy of CT and chest radiography.
Clin Radiol.
1993;
47
159-165
9
Janzen D L, Adler B D, Padley S P. et al .
Diagnostic success of bronchoscopic biopsy in immunocompromised patients with acute pulmonary disease: predictive value of disease distribution as shown on CT.
Am J Roentgenol.
1993;
160
21-24
10
Choi Y H, Leung A N.
Radiologic findings: pulmonary infections after bone marrow transplantation.
J Thorac Imaging.
1999;
14
201-206
11
Soubani A O.
Critical care considerations of hematopoietic stem cell transplantation.
Crit Care Med.
2006;
34
S251-S267
12
Soubani A O, Miller K B, Hassoun P M.
Pulmonary complications of bone marrow transplantation.
Chest.
1996;
109
1066-1077
13
Lin S J, Schranz J, Teutsch S M.
Aspergillosis case-fatality rate: systematic review of the literature.
Clin Infect Dis.
2001;
32
358-366
14
Kancherla B S, Dishop M K, Rothenberg S S. et al .
Diffuse pulmonary infiltrates in an immunocompromised patient.
J Allergy Clin Immunol.
2008;
121
540-542
15
Neuburger S, Maschmeyer G.
Update on management of infections in cancer and stem cell transplant patients.
Ann Hematol.
2006;
85
345-356
16
Winer-Muram H T, Arheart K L, Jennings S G. et al .
Pulmonary complications in children with hematologic malignancies: accuracy of diagnosis with chest radiography and CT.
Radiology.
1997;
204
643-649
17
Mori T, Ebe T.
Analysis of cases of central nervous system fungal infections reported in Japan between January 1979 and June 1989.
Intern Med.
1992;
31
174-179
18
Oh Y W, Effmann E L, Godwin J D.
Pulmonary infections in immunocompromised hosts: the importance of correlating the conventional radiologic appearance with the clinical setting.
Radiology.
2000;
217
647-656
19
Mori M, Galvin J R, Barloon T J. et al .
Fungal pulmonary infections after bone marrow transplantation: evaluation with radiography and CT.
Radiology.
1991;
178
721-726
20
Oh Y W, Lee K Y, Choi E J. et al .
Assessment of Pulmonary Venous Variation by Multidetector row CT: Clinical Implication for Catheter Ablation Techniques for Atrial Fibrillation.
Eur J Radiol.
2007;
21
Gosselin M V, Adams R H.
Pulmonary complications in bone marrow transplantation.
J Thorac Imaging.
2002;
17
132-144
22
Rosenow E C 3rd
.
Diffuse pulmonary infiltrates in the immunocompromised host.
Clin Chest Med.
1990;
11
55-64
23
Rosenow E C 3rd
, Wilson W R. et al .
Pulmonary disease in the immunocompromised host.
1 Mayo Clin Proc.
1985;
60
473-487
24
Williams A L, Haughton V M.
CT resolution and diagnostic accuracy.
Am J Roentgenol.
1979;
132
353-355
25
Williams J M, Evans T C.
Acute pulmonary disease in the aged.
Clin Geriatr Med.
1993;
9
527-545
26
Heussel C P, Kauczor H U, Heussel G E. et al .
Pneumonia in febrile neutropenic patients and in bone marrow and blood stem-cell transplant recipients: use of high-resolution computed tomography.
J Clin Oncol.
1999;
17
796-805
27
Heussel C P, Kauczor H U, Matzke G. et al .
Hochauflösende Computertomographie der Lunge bei neutropenischen Patienten mit Fieber.
Fortschr Röntgenstr.
1996;
164
368-375
28
Schmidt T.
Radiation protection in the European Community and in Germany.
Aktuelle Radiol.
1998;
8
161-162
29
Niemann T, Geleijns K, Yl O. et al .
Dosisreduktion im CT. Möglichkeiten mittels „Justification” von CT-Untersuchungen – Teil der Europäischen SE-CT Studie (6th FP der EU).
Fortschr Röntgenstr.
2007;
179
DOI: DOI: 10.1055 /s-2007-977182
30
Patz A.
Neue technologische Möglichkeiten der Dosisreduktion.
Fortschr Röntgenstr.
2007;
179
DOI: DOI: 10.1055 /s-2007-976 613
31
Stamm G, Nagel H D.
CT – Expo – ein neuartiges Programm zur Dosisevaluierung in der CT.
Fortschr Röntgenstr.
2002;
174
1570-1576
32
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
DOI: DOI 10.1055 /s-2006-940 862
33
Bastarrika G, Pueyo J C, Lozano M D. et al .
Screening for lung cancer with low-dose spiral CT: results in 150 asymptomatic subjects.
Med Clin (Barc).
2003;
121
41-47
34
Wormanns D, Ludwig K, Beyer F. et al .
Detection of pulmonary nodules at multirow-detector CT: effectiveness of double reading to improve sensitivity at standard-dose and low-dose chest CT.
Eur Radiol.
2005;
15
14-22
35
Kaneko M, Eguchi K, Ohmatsu H. et al .
Peripheral lung cancer: screening and detection with low-dose spiral CT versus radiography.
Radiology.
1996;
201
798-802
36
Sobue T, Moriyama N, Kaneko M. et al .
Screening for lung cancer with low-dose helical computed tomography: anti-lung cancer association project.
J Clin Oncol.
2002;
20
911-920
37
Swensen S J, Jett J R, Sloan J A. et al .
Screening for lung cancer with low-dose spiral computed tomography.
Am J Respir Crit Care Med.
2002;
165
508-513
38
Henschke C I, Shaham D, Yankelevitz D F. et al .
CT screening for lung cancer: past and ongoing studies.
Semin Thorac Cardiovasc Surg.
2005;
17
99-106
39
Wendel F, Jenett M, Geib A. et al .
Niedrigdosis-CT der Lunge bei neutropenischem Patienten mit unklarem Fieber.
Fortschr Röntgenstr.
2005;
177
1424-1429
40
Coppenrath E, Mueller-Lisse U G, Lechel U. et al .
Niedrigdosis-Spiral-CT des Thorax in der Verlaufskontrolle nichtmaligner Lungenerkrankungen.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
522-528
Dr. Jin Yamamura
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Hamburg
Martinistr. 52
20246 Hamburg
Phone: ++ 49/4 28 03/88 80
Fax: ++ 49/4 28 03/67 99
Email: j.yamamura@uke.uni-hamburg.de