Vergleich der Bildqualität eines Speicherfoliensystems und eines Flachbilddetektors bei Thoraxröntgen aufnahmen von Katzen

Zusammenfassung

Gegenstand und Ziel: Verglichen wurde die Qualität von Röntgenaufnahmen, die mit einem Speicherfolien-(SF-)System und einem Flachbilddetektor (FD) aufgenommen wurden. Weiterhin wurde geprüft, ob unterschiedliche Aufnahmedosen das Ergebnis beeinflussen. Material und Methode: In einer prospektiven Untersuchung wurden seitliche Thoraxaufnahmen von 45 gesunden Katzen mit einem konventionellen SF-System und einem optodirekten FD angefertigt. Die Belichtungsdaten orientierten sich an den S-Werten (Sensitivity Value) des Dosisindikators. Die gewählten Einstellungen korrelierten bei beiden Detektoren mit S-Werten von S180 und S360. In einer Blindstudie bewerteten fünf Untersucher anatomische Bildmerkmale (Trachea, kraniales Lungenfeld, Sternum, Herzsilhouette, kaudales Thoraxfeld) anhand einer vier-stufigen Bewertungsskala (1 – sehr gut; 4 – unzureichend). Ergebnisse: Die Mittelwerte der Benotungen für die jeweiligen Bildmerkmale lagen unabhängig vom Detektor und der Aufnahmedosis zwischen 1,14 und 1,67. Höhere Aufnahmedosen gingen bei beiden Systemen mit besseren Bewertungen der Bildgüte einher. Beim Vergleich auf der Basis identischer Belichtungsparameter zeigte der FD überlegene Abbildungseigenschaften. Schlussfolgerung und klinische Relevanz: Auf beiden Belichtungsniveaus erreichen die Detektoren eine Bildqualität, die es ermöglicht, subtile thorakale Veränderungen bei Katzen zu erkennen. Sie können deshalb für den Einsatz in der Kleintierpraxis empfohlen werden. Bei beiden Detektoren kann die Dosis gegenüber dem Ausgangsniveau (S180) um 50% verringert werden, ohne dass es zu einem relevanten Verlust an Bildinformation kommt. Aufgrund des höheren Quantenwirkungsgrades ist das Potenzial des FDs zur Dosisreduktion größer. Alternativ kann die höhere Dosiseffizienz genutzt werden, um bei Verwendung identischer Belichtungsdaten eine bessere Bildqualität gegenüber dem SF-System zu erreichen.

Summary

Objective: The aim of the study was to compare the image quality of radiographs obtained with a storage phosphor (SP) system and a flat-panel detector (FD). Furthermore, the influence of different exposure settings was investigated. Material and methods: In a prospective study a series of lateral thoracic radiographs of 45 normal cats were acquired by use of a standard SP-system and an opto-direct FD. From each animal four radiographs were taken with exposure settings adjusted to achieve sensitivity (S)-values of the system-specific dose indicator of S180 and S360. In a blind study, five observers rated the presentation of anatomical structures (trachea, cranial lung field, sternum, cardiac silhouette, caudal thoracic field) by use of a four-point scale (1 – excellent; 4 – insufficient). Results: Independent of the detector-type and the exposure level applied the mean values of the ratings of the respective image criteria ranged from 1.14 to 1.67. In both systems higher doses related to better rating results. While comparing the detectors on the basis of identical exposure settings the FD demonstrated superior performance. Conclusion and clinical relevance: At the dose levels investigated both detectors reveal an image quality sufficient for the depiction of subtle, low-contrast thoracic structures in cats. Therefore, the detectors can be recommended for practical use in small animal radiology. In both systems a dose reduction of 50% in comparison to the original level (S180) is possible without a substantial loss of information. Because of the superior quantum efficiency the dose saving potential of the FD might be even higher. Alternatively, the higher dose efficiency can be utilised to improve image quality in comparison to the SP-system with identical exposure settings.

Schlüsselwörter

Digitale Radiographie - Speicherfoliensystem - Flachbilddetektor - Thorax - Katze

Key words

Digital radiography - computed radiography - storage phosphor - flat panel detector - direct digital radiography - thorax - cat

• Literatur

• 1 American College of Veterinary Radiology (ACVR). Resolution and DICOM guidelines. 2007 http://www.acvr.org/veterinary_professionals/resolution_dicom_guidelines/index.html
• 2 Balassy C, Prokop M, Weber M. et al Flat-panel display (LCD) versus high-resolution gray-scale display (CRT) for chest radiography: an observer preference study. Am J Roentgenol 2005; 184: 752-756.
• 3 Bundesamt für Strahlenschutz. Bekanntmachung der aktualisierten diagnostischen Referenzwerte für radiologische und nuklearmedizinische Untersuchungen, 22. Juni 2010. Bundesanzeiger 2010; 111: 2594-2596. http://www.bfs.de/de/ion/medizin/referenzwerte02.pdf
• 4 Bundesärztekammer. Leitlinien der Bundesärztekammer zur Qualitätssiche-rung in der Röntgendiagnostik – Qualitätskriterien röntgendiagnostischer Untersuchungen, 23. November 2007. Dt Ärzteblatt 2008; 105: A 536 http://www.bundesaerztekammer.de/downloads/LeitRoentgen2008Korr2.pdf
• 5 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Richtlinie zur Durchführung der Qualitätssicherung bei Röntgeneinrichtungen zur Untersuchung oder Behandlung von Menschen nach den §§ 16 und 17 der Röntgenverordnung (Qualitätssicherungs-Richtlinie), 20. November 2003 (geändert durch Rundschreiben vom 19.12.2007). http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/qs_richtlinie.pdf
• 6 Busch HP, Faulkner K. Image quality and dose management in digital radiography: a new paradigm for optimisation. Radiat Prot Dosim 2005; 117: 143-147.
• 7 Deutsches Institut für Normung. Sicherung der Bildqualität in röntgendiagnostischen Betrieben, Teil 1: Anforderungen und qualitätssichernde Maß-nahmen in der medizinischen Diagnostik, DIN 6856–1. Berlin: Beuth Verlag; 2007
• 8 Dougeni ED, Delis HB, Karatzka AA. et al Dose and image quality optimization in neonatal radiography. Brit J Radiol 2007; 80: 807-815.
• 9 Fasbender R, Schaetzing R. Neue CR-Technologien für die digitale Radiographie. Radiologe 2003; 43: 367-373.
• 10 Fernandez JM, Ordiales JM, Guibelalde E. et al Physical image quality comparison of four types of digital detector for chest radiology. Radiat Prot Dosim 2008; 129: 140-143.
• 11 Goo HW, Kim HJ, Song KS. et al Using edge enhancement to identify subtle findings on soft-copy neonatal chest radiographs. Am J Roentgenol 2001; 177: 437-440.
• 12 Gray JE. Use of the SMPTE test pattern in picture archiving and communication systems. J Digit Imaging 1992; 5: 54-58.
• 13 Hartung K, Ludewig E, Tellhelm B. Hrsg Röntgenuntersuchung in der Tierarztpraxis. Stuttgart: Enke; 2010
• 14 Kamm KF. Grundlagen der Bildgebung – Abbildungsgesetze und Bildqualitätsparameter. Proceedings Technologieseminar für Radiologen, Hamburg 12.11.-16.11.2001.
• 15 Körner M, Weber CH, Wirt S. et al Advances in digital radiography: physical principles and system overview. Radio Graphics 2007; 27: 675-686.
• 16 Knedel H, Weberling R, Hagemann G. Signal-Rausch-Verhältnis, Auflösung und Dosisbedarf zum Qualitätsvergleich neuer Verstärkerfolien in der klinischen Radiologie. Röntgenpraxis 1981; 34: 168-175.
• 17 Krieg R. Zur Detailerkennbarkeit vor inhomogenem Hintergrund. Fortschr Med 1972; 90: 1114-1119.
• 18 Krieger H. Hrsg Strahlenphysik, Dosimetrie und Strahlenschutz. Band 2, Strahlungsquellen, Detektoren und klinische Dosimetrie. Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden: Teubner; 2001
• 19 Lanca L, Silva A. Digital radiography detectors – a technical overview: part 2. Radiography 2009; 15: 134-138.
• 20 Lawinski C, Mackenzie A, Cole H. et al Computed radiography (CR) system – Fuji Medical Imaging FCR 5000. National Health Service Report MHRA 03039. London: K-CARE; 2003. http://www.pasa.nhs.uk/PASAWeb/NHSprocurement/CEP/CEPproducts/DES+catalogue+-+Diagnostic+imaging.htm#Computedradiopraphy
• 21 Lawinski C, Mackenzie A, Cole H. et al Digital detectors for general radiography – a comparative technical report. National Health Service Report 05078. London: KCARE; 2005. http://www.pasa.nhs.uk/PASAWeb/NHSprocurement/CEP/CEPproducts/DES+catalogue+-+Diagnostic+imaging.htm#Computedradiopraphy
• 22 Lehmkuhl L, Mulzer J, Teichgraeber U. et al Evaluation der Abbildungsqualität unterschiedlicher Befundungsmodalitäten in der digitalen Radiologie. Fortschr Röntgenstr 2004; 176: 1031-1038.
• 23 Lo WY, Hornof WJ, Zwingenberger AL. et al Multiscale image processing and antiscatter grids in digital radiography. Vet Radiol Ultrasound 2009; 50: 569-576.
• 24 Ludewig E, Hirsch W, Bosch B. et al Untersuchungen zur Qualität von Thoraxaufnahmen bei Katzen mit einem auf einer Nadelstruktur basierenden Speicherfoliensystem – Modelluntersuchungen zur Bewertung der Bildqualität bei Neugeborenen. Fortschr Röntgenstr 2010; 182: 122-131.
• 25 Ludwig K, Bernhardt TM. Digitale Flachdetektorsysteme. Radiologie up2date 2002; 1: 45-58.
• 26 MacCutcheon DW. Management of pediatric radiation dose using Fuji computed radiography. Pediatr Radiol 2004; 34: S201-S206.
• 27 Månsson LG. Methods for the evaluation of image quality: a review. Radiat Prot Dosim 2000; 90: 89-99.
• 28 Martin CJ, Sharp PF, Sutton DG. Measurement of image quality in diagnostic radiology. Appl Radiat Isotop 1999; 50: 21-38.
• 29 Mattoon JS. Digital radiography. Vet Comp Orthop Traumatol 2006; 19: 123-132.
• 30 McEntee M, Frawley H, Brennan PC. A comparison of low contrast performance for amorphous Silicon/caesium iodide direct radiography with a computed radiography: a contrast detail phantom study. Radiography 2007; 13: 89-94.
• 31 McKnight AL. Digital radiography in equine practice. Clin Tech Equine Pract 2004; 3: 352-360.
• 32 Neitzel U. Status and prospects of digital detector technology for CR and DR. Radiat Prot Dosim 2005; 114: 32-38.
• 33 Otto D, Bernhardt TM, Rapp-Bernhardt U. et al Subtle pulmonary abnormalities: detection on monitors with varying spatial resolutions and maximum luminance levels compared with detection on storage phosphor radio-graphic hard copies. Radiology 1998; 207: 237-242.
• 34 Prokop M, Neitzel U, Schaefer-Prokop C. Principles of image processing in digital chest radiography. J Thorac Imaging 2003; 18: 148-164.
• 35 Puig S. Die digitale Thoraxradiographie bei pädiatrischen Patienten. Radiologe 2003; 43: 1045-1050.
• 36 Rapp-Bernhardt U, Roehl FW, Esseling R. et al Portable flat-panel detector for low-dose imaging in pediatric intensive care unit: comparison with a asymmetric film-screen system. Invest Radiol 2005; 40: 736-741.
• 37 Redlich U, Reißberg S, Hoeschen C. et al Thoraxübersichtsaufnahme: ROCPhantomstudie an vier verschiedenen digitalen und einem konventionellen Röntgenaufnahmesystem. Fortschr Röntgenstr 2003; 175: 38-45.
• 38 Redlich U, Hoeschen C, Effenberg O. et al Vergleich von vier digitalen und einem konventionellen Röntgenaufnahmesystem für den Thorax mittels einer Patientenstudie mit nachfolgender Systemoptimierung. Fortschr Röntgenstr 2005; 177: 272-278.
• 39 Roehrig H, Krupinski E, Yu T. Physical and psycho-physical evaluation of digital systems in mammography. Proc SPIE 1995; 2436: 124-134.
• 40 Samei E, Flynn MJ. An experimental comparison of detector performance for computed radiography systems. Med Phys 2002; 29: 447-459.
• 41 Samei E, Hill JG, Frey GD. et al Evaluation of a flat-panel digital radiographic system for low-dose portable imaging in neonates. Med Phys 2003; 30: 601-607.
• 42 Schaefer-Prokop C, Eisenhuber E, Fuchsjäger M. et al Aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der digitalen Thoraxradiographie. Radiologe 2001; 41: 230-239.
• 43 Schaefer-Prokop C, Neitzel U, Venema HW. et al Digital chest radiography: an update on modern technology, dose containment and control of image quality. Eur Radiol 2008; 18: 1818-1830.
• 44 Schaetzing R. Management of pediatric radiation dose using Agfa computed radiography. Pediatr Radiol 2004; 34: S207-S214.
• 45 Schaetzing R, Whiting BR, Lubinsky AR. et al Digital radiography using storage phosphors. In Digital Imaging in Diagnostic Radiology. Newell JD, Kelsey CA. eds New York: Churchill Livingstone; 1990: 107-138.
• 46 Schulz RF. Digitale Detektorsysteme für die Projektionsradiographie. Fortschr Röntgenstr 2001; 173: 1137-1146.
• 47 Spahn M, Heer V, Freytag R. Flachbilddetektoren in der Röntgendiagnostik. Radiologe 2003; 43: 340-350.
• 48 Stieve FE. Physikalische Parameter des Abbildungssystems und ihre Verwen-dung bei der Beurteilung der Bildqualität. In Bildqualität in der radiologischen Diagnostik – Kriterien, Qualitätssicherung, Erfahrungen. Stender HS, Stieve FE. Hrsg Köln: Deutscher Ärzte-Verlag; 2000: 51-83.
• 49 Uffmann M, Prokop M, Eisenhuber E. et al Computed radiography and direct radiography: influence of acquisition dose on the detection of simulated lung lesions. Invest Radiol 2005; 40: 249-256.
• 50 Uffmann M, Schaefer-Prokop C, Neitzel U. Abwägung von Dosisbedarf und Bildqualität in der digitalen Radiographie. Radiologe 2008; 48: 249-257.
• 51 Werrmann A, Ludewig E, Richter A. et al Digitale Radiographie: Ist die Qualität der Röntgenaufnahmen am Monitor besser als am Leuchtkasten?. Tierärztl Prax 2009; 37 K 151-158.
• 52 Widmer WR. Acquisition hardware for digital imaging. Vet Radiol Ultra-sound 2008; 49: S2-S8.
• 53 Willis CE. Computed radiography: a higher dose?. Pediat Radiol 2002; 32: 745-750.
• 54 Willis CE. Strategies for dose reduction in ordinary radiographic examinations using CR and DR. Pediat Radiol 2004; 34: S196-S200.
• 55 Wrigley RH. Computed radiology. Clin Tech Equine Pract 2004; 3: 341-351.
• 56 ZVEI: Dosisindikatoren in der Digitalen Radiographie. Frankfurt: ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e.V. 2006 https://www.zvei.org/de/publikationen_veranstaltungen/publikationen_down-loads/publikationen_der_fachverbaende/?no_cache=1&tx_ZVEIpubFachverbaende_pi1%5BrealId%5D=552