Quantitative Dual-Energy CT Bildgebung: Systemcharakterisierung im Hinblick auf die Genauigkeit der Jodquantifizierung

Zielsetzung:

Die Dual-Energy Computertomografie (DECT) erlaubt die Quantifizierung des Jodgehaltes kontrastmittelverstärkter CT-Akquisitionen. Ziel der Studie ist eine quantitative Systemcharakterisierung im Hinblick auf die Genauigkeit von Jodkonzentrationsmessungen in Abhängigkeit von DECT Akquisitions- und Rekonstruktionsparametern sowie der Position im Messfeld.

Material und Methodik:

Linearität, Stabilität und Homogenität der mit DECT (Somatom Definition Flash, Siemens, Forchheim) gemessenen CT-Werte unterschiedlicher Jodkonzentrationen (0,0 – 15,0 mg/ml) wurden für verschiedene Kombinationen von Röhrenspannungen ({80/100/140}kVp; 80/140kVp; 80/SN140kVp; 100/SN140kVp) und Rekonstruktionskernen (B30f/D30f/B70f) bestimmt. Gemessen wurde frei Luft im Isozentrum und in einem zylindrischen Acrylphantom (Ø= 32 cm, 8 Positionen, Isozentrumsabstand: 0,0 – 14,0 cm; Inkrement: 2,0 cm). CT-Werte aller akquirierten Schichten wurden mit selbstentwickelter Software bestimmt. Mit kommerzieller Software ermittelte Jodkonzentrationen wurden mit den nominellen Konzentrationen verglichen.

Ergebnisse:

Unabhängig von Bildakquisitions- und Rekonstruktionsparametern steigen die CT-Werte bis zu Jodkonzentrationen von 10,0 mg/ml linear mit der Konzentration. Absorption und Position im Messfeld beeinflussen die Linearität vor allem bei 80kVp, wo die Aufhärtung der Röntgenstrahlung die CT-Werte in Isozentrumsnähe verringert. Gemessene CT-Werte hängen stark von der Röhrenspannung ab und fallen z.B. für zinngefilterte 140kVp-Akquisitionen auf ein Drittel des Wertes bei 80kVp ab. Absolute Jodkonzentrationen werden unabhängig vom DE-Scanmodus (80/140kVp, 80/SN140kVp, 100/SN140kVp) und Rekonstruktionskern überschätzt, wobei die zinngefilterte DECT Vorteile bietet. Für Jodkonzentrationen >5 mg/ml ist deren Quantifizierung mit relativen Fehlern < 20% stabil.

Schlussfolgerungen:

Mittels DECT Bildgebung kann die Jodkonzentration im gesamten Messfeld verlässlich bestimmt werden. Dies ist für quantitative DECT Anwendungen, wie z.B. die Bestimmung der Lungenperfusion, essentiell.

E-Mail: [e-mail]