Open Access
Rofo 2014; 186(6): 585-590
DOI: 10.1055/s-0034-1366426
Pediatric Radiology
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

High-Pitch Computed Tomography of the Lung in Pediatric Patients: An Intraindividual Comparison of Image Quality and Radiation Dose to Conventional 64-MDCT

High-pitch Computertomografie der Lunge bei Kindern: Ein intraindividueller Vergleich der Bildqualität und Strahlendosis zur konventionellen 64-MDCT
I. Tsiflikas
1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital of Tuebingen
,
C. Thomas
1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital of Tuebingen
,
D. Ketelsen
1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital of Tuebingen
,
G. Seitz
2   Pediatric Surgery, University Hospital of Tuebingen
,
S. Warmann
2   Pediatric Surgery, University Hospital of Tuebingen
,
C. D. Claussen
1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital of Tuebingen
,
J. F. Schäfer
1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital of Tuebingen
› Author Affiliations
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Publication History

20 December 2013

31 March 2014

Publication Date:
22 April 2014 (online)

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Abstract

Purpose: The aim of this study was to investigate frequencies of typical artifacts in low-dose pediatric lung examinations using high-pitch computed tomography (HPCT) compared to MDCT, and to estimate the effective radiation dose (Eeff).

Materials and Methods: Institutional review board approval for this retrospective study was obtained. 35 patients (17 boys, 18 girls; mean age 112 ± 69 months) were included and underwent MDCT and follow-up scan by HPCT or vice versa (mean follow-up time 87 days), using the same tube voltage and current. The total artifact score (0 – 8) was defined as the sum of artifacts arising from movement, breathing or pulsation of the heart or pulmonary vessels (0 – no; 1 – moderate; 2 – severe artifacts). Eeff was estimated according to the European Guidelines on Quality Criteria for Multislice Computed Tomography. The Mann-Whitney U test was used to analyze differences between the patient groups. The Spearman's rank correlation coefficient was used for correlation of ordinal variables.

Results: The scan time was significantly lower for HPCT compared to MDCT (0.72 ± 0.13 s vs. 3.65 ± 0.81s; p < 0.0001). In 28 of 35 (80 %) HPCT examinations no artifacts were visible, whereas in MDCT artifacts occurred in all examinations. The frequency of pulsation artifacts and breathing artifacts was higher in MDCT compared to HPCT (100 % vs. 17 % and 31 % vs. 6 %). The total artifact score significantly correlated with the patient's age in MDCT (r = – 0.42; p = 0.01), but not in HPCT (r = – 0.32; p = 0.07). The estimated Eeff was significantly lower in HPCT than in MDCT (1.29 ± 0.31 vs. 1.47 ± 0.37 mSv; p < 0.0001).

Conclusion: Our study indicates that the use of HPCT has advantages for pediatric lung imaging with a reduction of breathing and pulsation artifacts. Moreover, the estimated Eeff was lower. In addition, examinations can be performed without sedation or breath-hold without losing image quality.

Key points:

• Fewer artifacts in pediatric lung imaging with HPCT

• Reduced Eeff in HPCT

• HPCT without sedation or breath-hold without loss of image quality

Citation Format:

• Tsiflikas I, Thomas C, Ketelsen D et al. High-Pitch Computed Tomography of the Lung in Pediatric Patients: An Intraindividual Comparison of Image Quality and Radiation Dose to Conventional 64-MDCT. Fortschr Röntgenstr 2014; 186: 585 – 590

Zusammenfassung

Ziel: Ziel der Studie war die Häufigkeit von typischen Artefakten der high-pitch Computertomografie (HPCT) bei low-dose Untersuchungen von Kindern im Vergleich zur MDCT zu evaluieren und die effektive Dosis (Deff) zu berechnen.

Material und Methoden: 35 Patienten (17 Jungen, 18 Mädchen; Durchschnittsalter 112 ± 69 Monate) wurden in diese retrospektive Studie eingeschlossen. Bei allen Patienten wurden zwei CT-Untersuchungen mit jeweils gleicher Röhrenspannung und -strom im mittleren Zeitabstand von 87 Tagen durchgeführt: entweder zuerst die MDCT gefolgt von der HPCT oder in umgekehrter Reihenfolge. Die Bildqualität wurde durch 2 Radiologen im Konsensus intraindividuell verglichen. Der Gesamtartefaktscore (0 – 8) wurde definiert als Summe der Artefakte durch Bewegung, Atmung sowie Pulsation am Herzen bzw. den pulmonalen Gefäßen (0 – keine; 1 – geringe; 2 – deutliche Artefakte). Die Deff wurde entsprechend den Europäischen Leitlinien zur Qualitätssicherung in der MDCT berechnet. Zur Auswertung der Unterschiede zwischen den Gruppen wurde die Mann-Whitney U Teststatistik angewandt. Die Korrelation von ordinalen Variabeln wurde mittels der Spearmans Rangkorrelation getestet.

Ergebnisse: Die Scanzeit war für die HPCT im Vergleich zur MDCT signifikant niedriger (0,72 ± 0,13 s vs. 3,65 ± 0,81s; p < 0,0001). In 28 von 35 (80 %) HPCT Untersuchungen traten keine Artefakte auf, wohingegen bei der MDCT bei allen Untersuchungen Artefakte erkennbar waren. Die Häufigkeit von Pulsations- und Atmungsartefakten war in der MDCT höher im Vergleich zur HPCT (100 % vs. 17 % und 31 % vs. 6 %). Der Gesamtartefaktscore korreliert signifikant mit dem Patientenalter für die MDCT (r = –0,42; p = 0,01) aber nicht für die HPCT (r = –0,32; p = 0,07). Die berechnete Deff war signifikant niedriger für die HPCT (1,29 ± 0,31 mSv vs. 1,47 ± 0,37 mS für die MDCT; p < 0,0001).

Schlussfolgerung: Die HPCT führt zu einer relevanten Reduktion der typischen Bildartefakte in der Lungenbildgebung bei Kindern. Hierbei ist die berechnete effektive Dosis geringer. Darüber hinaus können die Untersuchungen ohne Sedierung und unter freier Atmung ohne Verlust an Bildqualität durchgeführt werden.

Kernaussagen:

• HPCT führt zu einer Reduzierung von Artefakten in der Lungenbildgebung bei Kindern

• Reduzierte Deff für die HPCT

• HPCT unter freier Atmung und ohne Sedierung ohne Verlust an Bildqualität