Untersuchungen zur Qualität von Thoraxaufnahmen bei Katzen mit einem auf einer Nadelstruktur basierenden Speicherfoliensystem – Modelluntersuchungen zur Bewertung der Bildqualität bei Neugeborenen

Zusammenfassung

Ziel: Ist das auf einer Nadelstruktur basierende Speicherfoliensystem (NIP) bei der Darstellung von Thoraxstrukturen von Katzen dem konventionellen Referenzsystem (PIP) überlegen? Kann mit dem NIP-Detektor das mAs-Produkt ohne Verlust an Information halbiert werden? Material und Methoden: Von 20 Tieren wurden je drei seitliche Thoraxaufnahmen angefertigt. Die Belichtungsdaten orientierten sich an den generierten lgM-Werten. Es wurden Aufnahmen 1. mit dem NIP-Detektor und einer Belichtung, die einem lgM-Wert von 1,9 entsprach, 2. mit einem PIP-System bei identischer Belichtung und 3. mit dem NIP-Detektor bei halbiertem mAs-Produkt erzeugt. Sechs verblindete Untersucher beurteilten mittels 5-stufiger Skala fünf anatomische Strukturen sowie den Rauscheindruck. Die Daten wurden mittels Visual Grading Characteristics Analyse (VGC) ausgewertet. Ergebnisse: Bei der Verwendung gleicher Belichtungsparameter wurden alle Bildmerkmale der Bilder des NIP-Systems besser bewertet (AUC_VGC-Werte zwischen 0,81 für „Herzschatten” und 0,92 für „Trachea”). Auch bei 50 %iger Reduktion der Aufnahmedosis sind die Bewertungen für alle Bildmerkmale besser als beim Einsatz des PIP-Detektors mit der Ausgangsbelichtung (AUC_VGC-Werte zwischen 0,60 für „Herzschatten” und 0,74 für „Trachea” und „kaudales Thoraxfeld”). Schlussfolgerungen: Der NIP-Detektor zeigt im Vergleich mit dem als Referenzsystem dienendem PIP-System deutlich überlegene Abbildungseigenschaften. Eine 50 %ige Dosisreduktion ohne relevanten Verlust an Information ist erreichbar. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Ergebnisse des Tiermodells auf die Verhältnisse in der pädiatrischen Praxis bei Neugeborenen übertragbar sind.

Abstract

Purpose: Is the image quality of thoracic radiographs of cats obtained with a needle-based storage phosphor (NIP) system superior to conventional (PIP) storage phosphor radiography? Is it possible to decrease the mAs by 50 % with the NIP system without significant loss of information? Materials and Methods: From each of the 20 animals, three lateral radiographs were acquired. The assessment of the exposure level was based on the generated lgM-values. Images were acquired 1. with the NIP system and exposure settings equivalent to an lgM of 1.9, 2. with the PIP system and identical settings, and 3. with the NIP system and 50 % of the mAs. Six blinded readers used a 5-step scale to assess the reproducibility of five anatomical structures and image noise sensation. Data were analysed using Visual Grading Characteristics Analysis (VGC). Results: While applying identical exposure values the NIP system for all features revealed superior ratings to those of the PIP system (AUC_VGC values ranged from 0.81 for ”cardiac silhouette” to 0.92 for ”trachea”). Even when reducing mAs by 50 % in the NIP images all features were rated better compared with the PIP images and original settings (AUC_VGC values ranged from 0.60 for ”cardiac silhouette” to 0.74 for ”trachea” and ”caudal thoracic field”). Conclusion: The NIP system demonstrates clearly better image quality compared to the reference PIP system. A dose reduction of 50 % seems to be possible without relevant detraction from image quality. The results obtained in the animal model are valid for simulating conditions in neonatal radiological practise.

Key words

thorax - neonates - animal model - cat - needle image plate

Literatur

• 1 Willis C E. Computed radiography: a higher dose?.  Pediat Radiol. 2002;  32 745-750
• 2 Ludewig E, Werrmann A, Kamm K F. et al . Digitale Projektionsradiographie-eine Übersicht zu Begriffen und Prinzipien.  Prakt Tierarzt. 2007;  88 593-603
• 3 Schaefer-Prokop C, Neitzel U, Venema H W. et al . Digital chest radiography: an update on modern technology, dose containment and control of image quality.  Eur Radiol. 2008;  18 1818-1830
• 4 Leblans P, Struye L. New needle-crystalline CR detector.  Proc SPIE. 2001;  4320 59-67
• 5 Neitzel U. Status and prospects of digital detector technology for CR and DR.  Radiat Prot Dosim. 2005;  114 32-38
• 6 Fasbender R, Schaetzing R. Neue CR-Technologien für die digitale Radiographie.  Radiologe. 2003;  43 367-373
• 7 Schaetzing R. Management of pediatric radiation dose using Agfa computed radiography.  Zediatr Radiol. 2004;  34 S207-S214
• 8 Körner M, Treitl M, Schaetzing R. et al . Depiction of low-contrast detail in digital radiography: comparison of powder- and needle-structured storage phosphor systems.  nvest Radiol. 2006;  41 593-599
• 9 Fernandez J M, Ordiales J M, Guibelalde E. et al . Physical image quality comparison of four types of digital detector for chest radiology.  Radiat Prot Dosimetry. 2008;  129 140-143
• 10 Körner M, Wirth S, Treitl M. et al . Initial clinical results with a new needle screen storage phosphor in chest radiograms.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177 1491-1496
• 11 Heyne J P, Mentzel H J, Neumann R. et al . Phantomuntersuchung zur Strahlendosisreduktion mitttels neuer, auf Nadelstruktur basierender Speicherfolienradiografie und Zusatzfilterung in der Thoraxradiografie bei Jugendlichen und größeren Kindern.  Fortschr Röntgenstr. 2008;  180 231-237
• 12 Rapp-Bernhardt U, Roehl F W, Esseling R. et al . Portable flat-panel detector for low-dose imaging in pediatric intensive care unit: comparison with a asymmetric film-screen system.  nvest Radiol. 2005;  40 736-741
• 13 Wirth S, Treitl M, Reiser M F. et al . Imaging performance with different doses in skeletal radiography: comparison of a needle-structured and a conventional storage phosphor system with a flat-panel detector.  Radiology. 2009;  250 152-160
• 14 Rapp-Bernhardt U, Bernhardt T M, Lenzen H. et al . Experimental evaluation of a portable indirect flat-panel detector for the pediatric chest: comparison with storage phosphor at different exposures by using a chest phantom.  Radiology. 2005;  237 485-491
• 15 Samei E, Flynn M J, Eyler W R. Detection of subtle lung nodules: relative influence of quantum mottle and anatomic noise on chest radiographs.  Radiology. 1999;  213 727-734
• 16 Leitlinien der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung in der Röntgendiagnostik – Qualitätskriterien röntgendiagnostischer Untersuchungen – vom 23. November 2007.  Dt Ärzteblatt. 2008;  105 A 536 , http://www.bundesaerztekammer.de/downloads/LeitRoentgen2008Korr2.pdf. Bekanntgabe 19.Februar 2008
• 17 Månsson L G. Methods for the evaluation of image quality.  Radiat Prot Dosimetry. 2000;  90 89-99
• 18 European Commission .European guidelines on quality criteria for diagnostic radiographic images in paediatrics, EUR 16 261 EN,. Brussels; CEC 1996
• 19 Klebermass K, Birnbacher R, Weninger M. et al . Entwicklungen in der Neonatologie – Anforderungen an den Radiologen.  Radiologe. 2000;  40 2-7
• 20 Puig S, Hörmann M, Kuhle S. et al . Thoraxröntgen beim neonatologischen Patienten.  Radiologe. 2000;  40 43-51
• 21 Båth M, Månsson L G. Visual grading characteristics (VGC) analysis: a non-parametric rank-invariant statistical method for image quality analysis.  Br J Radiol. 2007;  80 169-176
• 22 Seidenbusch M C, Regulla D, Schneider K. Zur Strahlenexposition von Kindern in der pädiatrischen Radiologie. Teil 3: Konversionsfaktoren zur Rekonstruktion der Organdosen bei Thoraxaufnahmen.  Fortschr Röntgenstr. 2008;  108 1061-1081
• 23 Dougeni E D, Delis H B, Karatzka A A. et al . Dose and image quality optimization in neonatal radiography.  Br J Radiol. 2007;  80 807-815
• 24 Redlich U, Reißberg S, Hoeschen C. et al . Thoraxübersichtsaufnahme: ROC-Phantomstudie an vier verschiedenen digitalen und einem konventionellen Röntgenaufnahmesystem.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 38-45
• 25 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
• 26 Willis C E. Strategies for dose reduction in ordinary radiographic examinations using CR and DR.  Pediat Radiol. 2004;  34 S196-S200
• 27 Seidenbusch M C, Schneider K. Zur Strahlenexposition von Kindern in der pädiatrischen Radiologie. Teil 4: Einfalldosen bei der Röntgenuntersuchung des Thorax.  Fortschr Röntgenstr. 2008;  108 1082-1103
• 28 Bekanntmachung der diagnostischen Referenzwerte für radiologische und nuklearmedizinische Untersuchungen, Bundesamt für Strahlenschutz.  Bundesanzeiger. Bekanntgabe 05. August 2003;  143 17 503
• 29 Seibert J A. Tradeoffs between image quality and dose.  Pediat Radiol. 2004;  34 S183-S195
• 30 Busch H P, Faulkner K. Image quality and dose management in digital radiography: a new paradigm for optimisation.  Radiat Prot Dosimetry. 2005;  117 143-147
• 31 World Health Organization . Use of a simple anthropometric measurement to predict birth weight – WHO Collaborative Study of Birth Weight Surrogates.  Bull World Health Organ. 1993;  71 157-163
• 32 Katier N, Uiterwaal C S, Jong B M. et al . Passive respiratory mechanics measured during natural sleep in healthy term neonates and infants up to 8 weeks of life.  Pediatr Pulmonol. 2006;  41 1048-1064
• 33 Suter P F (Hrsg). Thoracic radiography – a textatlas of thoracic diseases of the dog and cat. Wettswil; Suter-Verlag 1984: 2-45
• 34 Yen R T, Zhuang F Y, Fung Y C. et al . Morphometry of cat’s pulmonary venous tree.  J Appl Physiol. 1983;  55 236-242
• 35 Yen R T, Zhuang F Y, Fung Y C. et al . Morphometry of cat’s pulmonary arterial tree.  J Biomech Eng. 1984;  106 131-136
• 36 Rudorf de H, Taeymans O, Johnson V. Basics of thoracic radiography and radiology. Schwarz T, Johnson V BSAVA Manual of Canine and Feline Thoracic Imaging Gloucester; British Small Animal Veterinary Association 2008: 1-19
• 37 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
• 38 Mackenzie A, Honey I, Emerton D. et al . Computed radiography systems for general radiography: Agfa Healthcare DX-S. National Health Service report 06 004. K-CARE 2006.  London. . , http/www.kcare.co.uk/publications/abstracts/report06004.htm (Stand: März 2006)
• 39 Emerton D, Honey I, Mackenzie A. et al . Computed radiography (CR) systems for general radiography-a comparative report (edition 2). National Health Service report 05 081. K-CARE 2005.  London. . , http/www.kcare.co.uk/publications/abstracts/report05081.htm (Stand: Dezember 2005)
• 40 Prokop M, Neitzel U, Schaefer-Prokop C. Principles of image processing in digital chest radiography.  J Thorac Imaging. 2003;  18 148-164
• 41 Goo H W, Kim H J, Song K S. et al . Using edge enhancement to identify subtle findings on soft-copy neonatal chest radiographs.  Am J Roentgenol. 2001;  177 437-440