Dosisreduktion bei pädiatrischen CT-Untersuchungen durch Photon-Counting-Technologie

Hintergrund und Ziel: Bei herkömmlichen Detektorsystemen erfolgt die Umwandlung der Röntgenstrahlung zunächst in sichtbares Licht, welches anschließend durch Fotodioden in ein elektrisches Signal transformiert wird. Im Gegensatz dazu basiert die Photon-Counting-Technologie – eine vergleichsweise neuartige Methode in der Computertomographie (CT) – auf der direkten Konversion einzelner Röntgenphotonen in elektrische Signale, ohne den Zwischenschritt der Lichtemission. Im Rahmen dieses wissenschaftlichen Beitrages werden Ergebnisse von mehreren Studien miteinander verglichen, bei denen die Photon-Counting-Technologie eine vergleichsweise relativ geringe Strahlenexposition in CT-Untersuchungen von Kindern zur Folge hat.

Methoden: In diese retrospektive Studie wurden innerhalb eines Zeitraums von 12 Monaten 59 Kinder≤1 Lebensjahr eingeschlossen, welche konsekutiv eine CT-Untersuchung des Herzens ohne EKG-Triggerung an einem Photon-Counting-Detektor-CT (PCD-CT; Naeotom Alpha; Siemens Healthineers) erhielten. Da stets der gesamte Thorax abgebildet wurde, lagen die folgenden Organe im Strahlenfeld: Lungen, Herz, (ein Teil der) Schilddrüse, Wirbelsäule und Rippen (mit Knochenmark), Brustdrüse.

Ergebnisse: Es ergaben sich Dosiswerte, die deutlich unterhalb der Referenzwerte des Bundesamtes für Strahlenschutz für CT-Thorax-Untersuchungen liegen (Volumen-CT-Dosisindex, CTDI_vol=1,0 mGy von 0 bis < 3 Monaten, 1,5 mGy von 3 bis 12 Monaten). Die Ergebnisse für den CTDI_vol (in mGy) berechneten sich wie folgt: Mittelwert (MW) 0,14, Standardabweichung (SD) 0,05, Median 0,14, Spanne 0,07-0,33. Die Ergebnisse für das Dosis-Längen-Produkt (in mGy*cm) berechneten sich wie folgt: MW 2,49, SD 0,91, Median 2,41, Spanne 1,09-5,65.

Diskussion: Die Reduktion der Strahlenexposition bei Kindern durch die Photon-Counting-Technologie ist vergleichbar mit publizierten Ergebnissen aus der Arbeitsgruppe der Medizinischen Hochschule Hannover. In eine retrospektive Studie wurden 37 Kinder eingeschlossen, welche eine nicht-EKG-getriggerte Herz-CT-Untersuchung an einem PCD-CT erhielten; diese 37 Patienten wurden mittels eines wasser-äquivalenten Durchmessers mit 37 Patienten verglichen, die an einem herkömmlichen Energy-Integrating-Detecor-CT (EID-CT; Somatom Force; Siemens Heathineers) eine nicht-EKG-getriggerte Herz-CT-Untersuchung bekamen. Das Durchschnittsalter der Kinder mit PCD-CT-Untersuchungen betrug 794±1016 Tage, ähnlich wie das Durchschnittsalter der Patienten mit EID-CT-Untersuchungen (815±957 Tage; p=0,76). In dieser Studie konnte die Strahlenexposition durch Verwendung des PCD-CT um mehr als 40% reduziert werden, wobei die quantitative und qualitative Bildqualität zwischen den beiden CT-Scannern vergleichbar waren. In eine weitere retrospektive Studie wurden 44 Patienten eingeschlossen, welche eine native Low-dose-CT-Untersuchung des Thorax an einem PCD-CT bekamen (mittleres Alter 7,34±5,46 Jahre); diese 44 Patienten wurden mittels eines wasser-äquivalenten Durchmessers und ihres Alters mit 44 Kindern verglichen, die an einem herkömmlichen EID-CT-Scanner untersucht wurden (mittleres Alter 7,47±5,37 Jahre; p=0,36). In dieser Studie konnte die Strahlenexposition durch Verwendung des PCD-CT um 25-29% gesenkt werden, wobei auch hier die quantitative und qualitative Bildqualität zwischen den beiden CT-Scannern vergleichbar waren.

Fazit: Die Photon-Counting-Technologie ermöglicht eine signifikante Reduktion der Strahlenexposition bei Kindern, bei erhaltener quantitativer und qualitativer Bildqualität.

 

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Interessenkonflikt

Die in der Diskussion zitierten Vergleichsstudien zwischen PCD-CT und EID-CT erhielten ein partielles Sponsoring durch Siemens Healthineers. Die Gestaltung des Studiendesigns sowie die Erhebung und Auswertung der Ergebnisse erfolgten unabhängig des Sponsorings.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
25. August 2025