Verbesserung der Bildqualität in der MSCT des Beckens durch ein rohdaten-basiertes mehrdimensionales Filter

Zusammenfassung

Ziel: Prüfung des klinischen Werts eines rohdaten-basierten mehrdimensionalen adaptiven Filters (MAF) am Beispiel des Einflusses auf das Bildrauschen und die Bildqualität bei MSCT-Untersuchungen des Beckens. Methode: 50 Patienten mit Rektum- und Blasenkarzinomen wurden mit dem MSCT und einem hochauflösenden Scanprotokoll untersucht. Die Rekonstruktionen erfolgten mit einer dedizierten Rekonstruktionssoftware und Standardalgorithmus sowohl ohne als auch mit zugeschaltetem MAF unter Einsatz von 4 verschiedenen Modifikationsfraktionen von 5 % bis 20 %. Das Rauschniveau wurde in sechs anatomischen Strukturen gemessen. Bildqualität und Bildrauschen wurden anhand einer 5-Punkte-Skala bewertet. Ergebnisse: Mit Modifikationsfraktionen von 15 % (15 % MAF) und 20 % (20 % MAF) wurde für alle Messpunkte im Vergleich zu niedrigeren Filterstärken ein signifikanter (p < 0,05) Abfall des mittleren Bildpunktrauschens beobachtet. Die Gesamtbildqualität wurde in den Rekonstruktionen mit 15 % MAF und 20 % MAF signifikant (p < 0,05) besser bewertet als mit den anderen Modifikationsfraktionen. Mit 20 % MAF konnte gegenüber 15 % MAF keine weitere Verbesserung der Bildqualität erzielt werden (p > 0,05). Das Rauschniveau wurde bei 15 % MAF im Mittel um 33 % gesenkt. Insbesondere die Beurteilbarkeit der Rektumwand und der perirektalen Lymphknoten wurde dadurch verbessert. Schlussfolgerungen: MAF verbessert die Bildqualität durch Senkung des Rauschniveaus und durch die Beseitigung von Rauschstrukturen. Daraus ergeben sich neue Ansätze zur Reduktion der Strahlenexposition in der CT.

Abstract

Purpose: To evaluate the potential of raw data-based multidimensional adaptive filtering (MAF) by determining its effects on image noise and image quality in multi-slice spiral CT (MSCT) of the pelvis. Materials and Methods: Fifty patients with rectal and bladder cancer were examined with MSCT using a high-resolution protocol. Reconstructions were performed with dedicated reconstruction software and a standard algorithm, both without and with MAF, with four different modification fractions selected from 5 % to 20 %. The noise was measured at six anatomic sites of the pelvis. Image quality and image noise were rated on a 5-point-scale. Results: Modification fractions of 15 % (15 % MAF) and 20 % (20 % MAF) significantly reduced the noise level at all measurement points in comparison with lower modification fractions (p < 0.05). Overall quality of the reconstructed images was rated better with 15 % MAF and 20 % MAF than with other modification fractions (p < 0.05). No further improvement of the image quality was observed by changing from 15 % MAF to 20 % MAF (p > 0.05). 15 % MAF achieved a mean noise reduction of 33 %. All examinations showed an improved visualization of the rectal wall and perirectal lymph nodes. Conclusions: MAF improves the image quality by reducing the noise level and by removing noise structures. This technique offers new perspectives to radiation dose reduction in CT.

Computed tomography, multidetector row - computed tomography, radiation exposure - images, quality - computed tomography, artifact

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