Equal image quality and reduced radiation exposure in whole-spine X-ray imaging with slot-scanning technique compared with stitched radiography

Abstract

Purpose

Repeated whole-spine imaging in children and adolescents with scoliosis causes significant cumulative radiation exposure. Low-dose slot-scanning imaging can reduce radiation exposure. The aim of this study was to compare whole-spine imaging using the slot-scanning technique (SST) with conventional stitched radiography (SR) with regard to image quality and radiation dose.

Materials and Methods

We recruited 30 patients with a clinical indication for whole-spine imaging by SST, who had prior whole-spine imaging by SR available. 41 images acquired using both techniques were analyzed. The dose area product (DAP) and patient age, weight, height, and body-mass index were recorded. Image quality was assessed for 28 anatomical landmarks on a 4-point Likert scale by 4 raters. Group-wise comparisons were performed using paired t-tests. Interrater rating reliability was assessed using the interrater correlation coefficient.

Results

The mean DAP was significantly lower for SST than for SR (SST 8.0 ± 5.7 cGy · cm², SR 32.5 ± 34.5 cGy · cm², p < 0.001). The image quality was rated good for both modalities (means: SST 2.8 ± 0.6, SR 2.7 ± 0.5, p = 0.38). There was no significant difference in image quality ratings between both modalities. The inter-rater reliability was excellent with an inter-rater correlation coefficient of 0.86. Orthopedic surgeons rated the image quality of SST significantly better than that of SR.

Conclusion

This study shows a significant reduction in radiation exposure for slot-scanning whole-spine imaging compared to stitched radiography with equal image quality, which facilitates the reduction of radiation exposure for repeated whole-spine imaging in children and adolescents to 25%.

Key Points

• Image quality is comparable between slot-scanning and stitched whole-spine imaging.

• The slot-scanning technique had a significantly lower dose area product compared with stitched radiographs.

• Orthopedic surgeons rated the image quality of slot-scanning significantly better than that of stitching.

• Radiation exposure in scoliosis whole-spine imaging can be reduced to 25%.

Citation Format

• Liebscher H, Scherzer M, Meißner C et al. Equal image quality and reduced radiation exposure in whole-spine X-ray imaging with slot-scanning technique compared with stitched radiography. Rofo 2025; DOI 10.1055/a-2564-0580

Zusammenfassung

Ziel

Wiederholte Ganzwirbelsäulenaufnahmen bei Kindern und Jugendlichen mit einer Skoliose verursachen eine signifikante kumulative Strahlenbelastung. Slot-Scanning-Aufnahmen in Niedrigdosis können die Strahlenbelastung reduzieren. Das Ziel dieser Studie war der Vergleich von Ganzwirbelsäulenaufnahmen mittels Slot-Scanning-Technik (SST) und zusammengesetzten Röntgenaufnahmen (Stitching, SR) im Hinblick auf die Bildqualität und Strahlenbelastung.

Material und Methoden

30 Patienten mit einer klinischen Indikation für eine Ganzwirbelsäulenaufnahme mittels SST wurden rekrutiert, für die Voraufnahmen mittels SR vorlagen. Je 41 Aufnahmen in beiden Techniken wurden analysiert. Dosis-Flächen-Produkt (DFP), Alter, Gewicht, Größe und Body-Mass-Index wurden erfasst. Die Bildqualität wurde für 28 Landmarken auf einer 4-Punkt-Likert-Skala von 4 Ratern bewertet. Gruppenweise Vergleiche erfolgten mittels gepaartem t-Test. Die Inter-Rater-Reliabilität wurde mittels des Interrater-Korrelationskoeffizienten bewertet.

Ergebnisse

Das mittlere DFP war signifikant niedriger für SST als für SR (SST 8,0 ± 5,7 cGy · cm², SR 32,5 ± 34,5 cGy · cm², p < 0,001). Die Bildqualität wurde für beide Modalitäten gut bewertet (Mittelwerte: SST 2,8 ± 0,6; SR 2,7 ± 0,5, p = 0,38). Zwischen den Modalitäten gab es keinen signifikanten Unterschied in der Bildqualität. Die Inter-Rater-Reliabilität war exzellent mit einem Interrater-Korrelationskoeffizienten von 0,86. Orthopäden bewerteten die Qualität der SST signifikant besser als SR.

Schlussfolgerungen

Diese Studie zeigt eine signifikant niedrigere Strahlenbelastung bei Slot-Scanning-Ganzwirbelsäulenaufnahmen im Vergleich mit zusammengesetzten Aufnahmen bei gleichwertiger Bildqualität, was eine Reduktion der Strahlenbelastung für Kinder und Jugendliche bei wiederholten Ganzwirbelsäulenaufnahmen auf 25% ermöglicht.

Kernaussagen

• Die Bildqualität für Slot-Scanning- und zusammengesetzte Röntgenaufnahmen der ganzen Wirbelsäule ist vergleichbar.

• Slot-Scanning-Aufnahmen wiesen ein signifikant niedrigeres Dosisflächenprodukt als zusammengesetzte Röntgenaufnahmen auf.

• Orthopäden bewerteten die Qualität der Slot-Scanning-Aufnahmen signifikant besser als zusammengesetzte Aufnahmen.

• Die Strahlenbelastung durch Ganzwirbelsäulenaufnahmen bei Skoliosepatienten kann auf 25% reduziert werden.

Keywords

slot-scanning technique - scoliosis - whole-spine imaging - ALARA - pediatric radiographs - dose area product

Publication History

Received: 29 August 2024

Accepted after revision: 19 March 2025

Article published online:
25 April 2025

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