Fensterweite als dosisrelevanter Faktor bei Hochkontraststrukturen in der CT

Zusammenfassung

Zielsetzung: Es soll gezeigt werden, daß bei kantenbetont rekonstruierten (HR-) CTs über die Fensterweite die zu applizierende Dosis erheblich reduziert werden kann. Material und Methoden: Hierzu wurde der Einfluß der Fensterwerte auf die Erkennbarkeit ossärer Details untersucht. Zusätzlich wurde die Standardabweichung der CT-Werte zweier mitgescannter Testkörper bekannter Dichte bestimmt. Hieraus wurde der Anteil der Pixel errechnet, der bei gegebener Fensterweite und gegebener Grauwertauflösung des Auges nicht der korrekten Graustufe zugeordnet wird. Ergebnisse: Den mit 4000 HE weitesten Fenstern wurde die beste Aussagekraft zugeordnet. In den Testkörpern wurde eine Standardabweichung der CT-Werte von 32,5-42,3 Hounsfield-Einheiten (HE) gemessen. Somit werden bei einer Fensterweite von 4000 HE durchschnittlich 82,3 % aller Pixel mit Grauwerten dargestellt werden, die für das Auge von der richtigen Graustufe nicht zu unterscheiden sind, bei einer Fensterweite von 1000 HE jedoch nur 26,6 %. Schlußfolgerungen: Bei Hochkontrastobjekten und niedrigen Dosiswerten erlauben nur sehr weite Fenster eine sichere Bildbeurteilung, da hier selbst hohe Standardabweichungen der CT-Werte keine Beeinträchtigung der Bildqualität darstellen. Die Verwendung sehr weiter Fenster bei der CT-Untersuchung von knöchernen Strukturen kann unter der Voraussetzung eines ausreichenden Signal-zu-Rausch-Verhältnisses zu erheblichen Dosiseinsparungen führen.

Summary

Purpose: To establish the relationship between window width and dose to be applied in low-dose high-resolution (HR) computed tomography (CT). Material and methods: Low-dose HR CT-scans of the petrous bone displayed with different window values were analyzed for identification of osseous details. For two homogenous phantoms, standard deviation of CT-numbers were measured in order to calculate the fraction of pixels not displayed within the correct grey level. Results: The broadest window used (4000 HU) allowed the best distinction of osseous structures. Standard deviation of CT-numbers in the phantoms varied between 28.5 and 43.2 (mean = 33.6) HU. Thus, only 26.6 % of all pixels are displayed in the correct grey level for a 1000 HU-window, but 82.3 % for a 4000 HU-window. Conclusion: When using low doses and HR-reconstruction algorithms, large window widths allow for an optimal assessment of high-contrast structures. Under these conditions, even high standard deviations of the CT-numbers will not compromise image evaluation. Due to the restricted number of grey-levels that can be distinguished by the human eye, image noise is compressed into a smaller number of discernable grey-levels. Because of the inverse square root function between dose to be applied and window width used (derived in the article), an even minor enlargement of window permits considerable reductions of patient exposure while the discernable image noise remains constant.

Schlüsselwörter:

Computertomographie - Dosisreduktion -Fensterweite - Dokumentationsparameter

Key words:

Computed tomography - Dose reduction - Window width - Documentation parameters