Estimation of Radiation Exposure of Prospectively Triggered 128-Slice Computed Tomography Coronary Angiography

Zusammenfassung

Ziel: Ziel der Studie war die Abschätzung der effektiven Dosis der prospektiv getriggerten CT-Koronarangiografie (CTCA) im Step-and-Shoot-Modus (SAS-Modus) in Abhängigkeit des Röhrenstroms und der Röhrenspannung. Material und Methoden: Für die Dosismessungen wurde ein mit Thermolumineszenzdosimetern bestücktes Alderson-Rando-Phantom verwendet. Die effektive Ganzkörperdosis wurde entsprechend der Richlinien von ICRP 103 berechnet. Alle Messungen wurden an einem 128-Zeilen-CT durchgeführt mit einer Kollimation von 128 × 0,6 mm und einer Rotationszeit von 0,38 Sekunden. Die CTCA im SAS-Modus wurde mit verschiedenem Röhrenstrom (160, 240, 320 mAs) und Röhrenspannung (100, 120, 140 kV) und einer simulierten Herzfrequenz von 60 Schlägen pro Minute mit einer Scanstrecke von 13,5 cm durchgeführt. Ergebnisse: In Abhängigkeit des Geschlechts, des Röhrenstroms und der Röhrenspannung beträgt die effektive Dosis der CTCA 2,8 – 10,8 mSv. Aufgrund des Brustdrüsengewebes im primären Strahlungsfeld zeigen die frauenspezifischen effektiven Dosiswerte einen Anstieg von bis zu 60.0 ± 3.4 % im Vergleich zu Männern. Die Dosis kann durch eine Verringerung des Röhrenstroms mit einer positiven linearen Korrelation signifikant um bis zu 60,4 % gesenkt werden (r = 0,998; p = 0,044). Durch eine Senkung der Röhrenspannung kann die effektive Dosis überproportional um bis zu 52,4 % vermindert werden. Schlussfolgerung: Die effektive Dosis der Niedrigdosis-CTCA im SAS-Modus kann durch eine Adaptation des Röhrenstroms und der Röhrenspannung weiter signifikant reduziert werden und sollte auch in klinischen Routineprotokollen, z. B. durch eine gewichtsadaptierte Auswahl der Scanparameter, Anwendung finden.

Abstract

Purpose: To estimate the effective dose of prospectively triggered computed tomography coronary angiography (CTCA) in step-and-shoot (SAS) mode, depending on the tube current and tube voltage modulation. Materials and Methods: For dose measurements, an Alderson-Rando-phantom equipped with thermoluminescent dosimeters was used. The effective dose was calculated according to ICRP 103. Exposure was performed on a 128-slice single source scanner providing a collimation of 128 × 0.6 mm and a rotation time of 0.38 seconds. CTCA in the SAS mode was acquired with variation of the tube current (160, 240, 320 mAs) and tube voltage (100, 120, 140 kV) at a simulated heart rate of 60 beats per minute and a scan range of 13.5 cm. Results: Depending on gender, tube current and tube voltage, the effective dose of a CTCA in SAS mode varies from 2.8 to 10.8 mSv. Due to breast tissue in the primary scan range, exposure in the case of females showed an increase of up to 60.0 ± .4 % compared to males. The dose reduction achieved by a reduction of tube current showed a significant positive, linear correlation to effective dose with a possible decrease in the effective dose of up to 60.4 % (r = 0.998; p = 0.044). Disproportionately high, the estimated effective dose can be reduced by using a lower tube voltage with a dose reduction of up to 52.4 %. Conclusion: Further substantial dose reduction of low-dose CTCA in SAS mode can be achieved by adapting the tube current and tube voltage and should be implemented in the clinical routine, i. e. adapting those protocol parameters to patient body weight.

Key words

prospectively triggered CTCA - effective dose - Alderson-Rando phantom - step-and-shoot

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