Individueller Dosisbedarf bei Spiral-CT-Untersuchungen des Abdomens

Zusammenfassung

Ziel: Wir suchten nach individuell an die Patientenkonstitution angepassten Scanparametern für Abdomen-CTs, die eine diagnostische Bildqualität bei minimaler Strahlenexposition ergeben. Material und Methoden: 119 erwachsene Patienten wurden an einem einzeiligen Spiral-CT (Schichtdicke 8 mm, Pitch 1,5) untersucht. Ausgehend von Standardparametern (120 kV; 200 mA; 0,75 s; CTDI_w = 11,7 mGy), die bereits im untersten Quartil der Expositionsparameter in Deutschland lagen, wurde anhand eines Iterationsschemas die notwendige Dosis durch bis zu dreimalige Wiederholung des Referenzscans mit unterschiedlichem Röhrenstrom ermittelt. 3 Radiologen beurteilten die Bildqualität vor und nach Dosisanpassung unabhängig voneinander und ohne Kenntnis der Expositionsparameter. Die Ergebnisse wurden mit dem Körperdurchmesser korreliert. Ergebnisse: Bei Körperdurchmessern von 16 - 35 cm variierte die erforderliche Dosis CTDI_w von 6,4 bis 17,6 mGy. Wir fanden für Erwachsene eine exponentielle Beziehung (y = 52,3 × e^{0,05 x}; r² = 0,48; p < 0,001) zwischen erforderlichem Röhrenstrom (mA) und dem Körperdurchmesser (cm), der a. p. im Oberbauch gemessen wurde. Schlussfolgerung: Patienten mit einem Körperdurchmesser unter 27 cm werden bei Einsatz der üblichen Expositionsparameter unnötig hohen Strahlendosen ausgesetzt. Durch individuelle Anpassung des Röhrenstroms an den Körperdurchmesser kann die Strahlenexposition bei Abdomen-CTs um bis zu 45 % gesenkt werden, ohne die Diagnostik zu beeinträchtigen.

Abstract

Purpose: To search for individualized scan protocols that provide adequate diagnostic information with minimal radiation exposure for abdominal CT in adults. Material and Methods: Beginning with standard settings (120 kVp, 200 mA, 0.75 s, CTDI_{w =} 11.7 mGy), which are in the lowest quartile of the actual German radiation dose survey, 119 adults were examined using a single-row detector helical CT with 8 mm collimation and a pitch of 1.5. The individualized scan protocol was defined by repeating the reference scan up to 3 times with different radiation doses following a predefined iteration scheme. The image qualities with standard dose and with individualized dose were assessed independently by 3 radiologists blinded to the exposure parameters. The individualized dose was correlated with the diameter of the patients. Results: The patient diameters varied from 16 to 35 cm and correlated with individualized radiation doses CTDI_w from 6.4 to 17.6 mGy. We found an exponential correlation (y = 52.3 × e^{0.05 x}; r² = 0.48; p < 0.001) between required tube current (mA) and a. p. diameter (cm) in the epigastric region in adults. Conclusion: Maintaining constant exposure parameters results in unnecessary radiation exposure in patients with a diameter of less than 27 cm measured in anterior-posterior direction in the epigastric area. The radiation exposure in adult abdominal CT can be reduced up to 45 % by individualized selection of the tube current without adversely affecting diagnostic performance.

Computed tomography (CT) - radiation exposure - image quality

Literatur

• 1 Bauer B, Veit R. Dosiswerte in der Röntgendiagnostik.  Dtsch Ärztebl. 2003;  100 A2087-2088
• 2 Imhof H, Schibany N, Ba-Ssalamah A. et al . Spiral CT and radiation dose.  Eur Radiology. 2003;  47 29-37
• 3 Prokop M. Überblick über Strahlendosis und Bildqualität in der Computertomographie.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 631-636
• 4 Shrimpton P C, Edyvean S. CT scanner dosimetry.  Br J Radiol. 1998;  71 1-3
• 5 Crawley M T, Booth A, Wainwright A. A practical approach to the first iteration in the optimization of radiation dose and image quality in CT: estimates of the collective dose savings achieved.  BR J Radiol. 2001;  74 607-614
• 6 Mettler F A, Wiest P W, Locken J A. et al . CT scanning. Pattern of use and dose.  J Radiol Protect. 2000;  20 353-359
• 7 Huda W, Atherton J V, Ware D E. et al . An approach to the estimation of effective radiation dose at CT in pediatric patients.  Radiology. 1997;  203 417-422
• 8 Ware D E, Huda W, Mergo P J. et al . Radiation effective doses to patients undergoing abdominal CT examinations.  Radiology. 1999;  210 645-650
• 9 Slovis T L (Hrsg). Conference on the ALARA (as low as reasonably achievable) concept in pediatric CT intelligent dose reduction.  Pediatric radiology. 2002;  32 217-313
• 10 Feigal D W. FDA Public Health Notification: Reducing Radiation Risk from Computed Tomography for Pediatric and Small Adult Patients.  Pediatric radiology. 2002;  32 314-316
• 11 Slovis T L. CT and Computed Radiography: The Pictures are great, but is the radiation dose greater than required?.  AJR. 2002;  179 39-41
• 12 Lee C I, Haims A H, Monico E P. et al . Diagnostic CT Scans: Assessment of Patient, Pysician, and Radiologist Awareness of Radiation Dose and possible Risks.  Radiology. 2004;  231 393-398
• 13 Coppenrath E, Schmid C, Brandl R. et al . Spiral-CT des Abdomens: Gewichtsadaptierte Dosisreduktion.  Fortschr Röntgenstr. 2001;  173 52-56
• 14 Starck G, Lönn L, Cederblad A. et al . A method to obtain the same level of CT image noise for patients of various sizes, to minimize radiation dose.  Br J Radiology. 2002;  75 140-150
• 15 Wilting J E, Zwartkruis A, van Leeuwen M S. et al . A rational approach to dose reduction in CT: individualized scan protocols.  Eur Radiol. 2001;  11 2627-2632
• 16 Haaga J R. Radiation Dose Management: Weighting Risk versus Benefit.  AJR. 2001;  177 289-291
• 17 European Commission . European Guidelines on Quality Criteria for CT.  Report EUR 16 262.
• 18 Kopka L, Funke M, Breiter N. et al . Anatomisch adaptierte Variation des Röhrenstroms bei der CT.  Fortschr Röntgenstr. 1995;  163 383-387
• 19 Giacomuzzi S, Erckert B, Schöpf T. et al . Das „Smart-Scan”-Verfahren der Spiral-Computertomographie: Eine neue Methode der Dosisreduktion.  Fortschr Röntgenstr. 1996;  165 10-16
• 20 Gress H, Wolf H, Baum U. et al . Dosisreduktion in der Computertomographie durch anatomieorientierte schwächungsbasierte Röhrenstromregelung: Erste klinische Ergebnisse.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  170 246-250
• 21 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
• 22 Scheck R J, Coppenrath E M, Kellner M W. et al . Radiation dose and image quality in spiral computed tomography: multicentre evaluation at six institutions.  Br J Radiol. 1998;  71 734-744
• 23 Brix G, Nagel H D, Stamm G. et al . Radiation exposure in multi-slice versus single-slice spiral CT: results of a nationwide survey.  Eur Radiology. 2003;  13 1997-1991
• 24 Bundesamt für Strahlenschutz. Bekanntmachung der diagnostischen Referenzwerte für radiologische und nuklearmedizinische Untersuchungen. Salzgitter; 2003
• 25 Galanski M, Nagel D, Stamm G. CT-Expositionspraxis in der Bundesrepublik Deutschland.  Fortschr Röntgenstr. 2001;  173 R1-66
• 26 Nagel H D. et al . 5 Jahre konzertierte Aktion Dosisreduktion CT - was wurde erreicht, was ist noch zu tun?.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 1683-1694