Eignet sich die statistische modellbasierte iterative Rekonstruktion mit low-dose Protokollen der Computertomografie für Lungenkrebs-Screening? Erste Ergebnisse einer Phantomstudie.

Zielsetzung Die Phantomstudie untersucht die Eignung der modellbasierten iterativen Rekonstruktion (IR) für das Lungenkrebs-Screening mit low-dose (LD) und ultra-low-dose (ULD) Computertomografie (CT) im Vergleich zur gefilterten Rückprojektion (FBP).

Material und Methoden Artifizielle Lungenrundherde (Durchmesser 8/10/12mm, -690/-50/100HU), wurden im LUNGMAN Phantom platziert. Ein zweiter Versuch verwendete Herde mit Spiculae (16/20/24mm, identische HU-Werte). Beide Setups wurden im dual-energy CT mit Standard-Hochkontrast- (SHC), LD- und ULD- Protokollen untersucht. Rekonstruiert wurde mit ADMIRE-Algorithmus der IR-Stärke S1, S3, S5 sowie FBP und zwei Kernel (BL57/BR32). Volumen-CTDI und DLP wurden registriert, die effektive Dosis (ED) berechnet. Vier Radiologen mit unterschiedlicher Erfahrung beurteilten die subjektive Bildqualität mit einer 6-Punkt-Likert-Skala. Im SHC wurden HU-Profile der Kugeln (12mm) mit FBP und S1-S5 (BL57) untersucht und Mittelwert, Streuung sowie Full width at half maximum (FWHM) berechnet.

Ergebnisse Die ED wird mit IR gegenüber dem diagnostischen CT-Thorax-Referenzwert des BfS um 69,5/73,1/86,7% (SHC/LD/ULD) reduziert (p<0,00001). BL57 zeigt subjektiv eine bessere Bildqualität. Jüngere Radiologen bewerten IR und FBP nahezu gleich und "exzellent". Die HU-Profile zeigen am Kugelrand Strahlaufhärtungen. Gemessen als FWHM weicht der Kugeldurchmesser max. um 1,5/0,8/1,1mm (100/-50/-690HU) vom Fertigungsmaß (12+/-0,1mm) ab. Die intranodale HU-Streuung ist am größten für FBP und nimmt mit IR Stärke ab. Die HU-Mittelwerte variieren nicht signifikant.

Schlußfolgerungen Initiale Ergebnisse zeigen, dass die modellbasierte IR eine zuverlässige Erkennung von Lungenherden bei reduzierter Dosis für SHC, LD und ULD ermöglicht. Die subjektive Bildqualität korreliert mit der Erfahrung/Bildgewohnheiten der Radiologen. IR reduziert die HU-Streuung innerhalb der Herdprofile und erlaubt präzise HU-Messungen in Rundherden. Die heterogene Umgebung und Strahlaufhärtung beeinflussen FWHM als Maß für Kugeldurchmesser.