Download PDF
Rofo 2005; 177(2): 265-271
DOI: 10.1055/s-2004-813951
Medizinphysik und Technik

© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Dosisoptimierung der Mehrzeilen-Spiral-CT (MSCT) des Mittelgesichts

Dose Optimization for Multislice Computed Tomography Protocols of the MidfaceM. Lorenzen1 , U. Wedegärtner1 , C. Weber1 , U. Lockemann2 , G. Adam1 , J. Lorenzen1
  • 1Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Radiologisches Zentrum, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
  • 2Institut für Rechtsmedizin, Direktor Prof. Dr. Klaus Püschel, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Further Information

Publication History

Publication Date:
24 January 2005 (online)

Also available at
    Permissions and Reprints

Zusammenfassung

Ziel: Dosisoptimierung der Mehrzeilen-Spiral-CT (MSCT) des Mittelgesichts bei optimaler Bildqualität. Material und Methode: An 3 Leichen, Todeseintritt < 24 Stunden, erfolgte eine MSCT (Somatom Volume Zoom, Siemens) des Mittelgesichts mit zunehmender Reduzierung des Röhrenstroms, zum einen bei 120 kV mit jeweils 150, 100, 70, 40 und 30 mAs, zum anderen bei 80 kV mit 40 und 21 mAs. Die Kollimation bei 80 kV betrug 2 × 0,5 mm bei einem Pitch 0,7, ansonsten 4 × 1 mm bei einem von Pitch 0,875. Die qualitative Bildanalyse (transversale und koronare Bilder) erfolgte durch 2 Radiologen unabhängig voneinander anhand einer 5-Punkte-Skala (1 = sehr gut bis 5 = schlecht) für die Kriterien Abgrenzbarkeit dünner Knochenlamellen, Konturschärfe, Bildqualität insgesamt und Bildqualität dünner Knochenlamellen sowie (1 = gering bis 5 = stark) für das Bildrauschen. Für die 7 Dosisabstufungen wurde mit dem Programm Windose die effektive Körperdosis [mSv] und die Organdosis für die Augenlinse [mSv] errechnet. Für die Übereinstimmung der beiden Auswerter in der Beurteilung der Bildqualität wurde der Kappa-Koeffizient bestimmt. Ergebnisse: Bei möglichst großer Dosisreduktion fand sich noch eine adäquate Bildqualität der Kriterien Abgrenzbarkeit, Konturschärfe und Bildqualität dünner Knochenlamellen in der Dosisstufe 120 kV/30 mAs und für die Kriterien Bildqualität insgesamt und Bildrauschen in der Dosisstufe 120 kV/40 mAs. Unter Berücksichtigung der Bildqualität konnte so die effektive Körperdosis von 1,89 mSv auf 0,34 mSv und die Organdosis der Augenlinse von 27,2 mSv auf 4,8 mSv verringert werden. Die beiden Auswerter zeigten in der Beurteilung der Bildqualität insgesamt eine mäßige Übereinstimmung (Kappa = 0,39). Schlussfolgerung: Für die Beurteilung des knöchernen Gesichtsschädels mit der MSCT des Mittelgesichts kann die mAS bei 120 kV auf maximal 30 mAs reduziert werden. Dies führt zu einer verminderten Strahlenexposition im Vergleich zum Herstellerprotokoll von 70 %.

Abstract

Purpose: To optimize multislice computed tomography (MSCT) protocols of the midface for dose reduction and adequate image quality. Materials and Methods: MSCT (Somatom Volume Zoom, Siemens) of the midface was performed on 3 cadavers within 24 hours of death with successive reduction of the tube current, applying 150, 100, 70 and 30 mAs at 120 kV as well as 40 and 21 mAs at 80 kV. At 120 kV, a pitch of 0.875 and collimation of 4x1 mm were used, and at 80 kV, a pitch of 0.7 and collimation of 2x0.5 mm. Images were reconstructed in transverse and coronal orientation. Qualitative image analysis was separately performed by two radiologists using a five-point scale (1 = excellent; 5 = poor) applying the following parameters: image quality, demarcation and sharpness of lamellar bone, overall image quality, and image noise (1 = minor; 5 = strong). The effective body dose [mSv] and organ dose [mSv] of the ocular lens (using the dosimetry system “WINdose”) were calculated, and the interobserver agreement (kappa coefficient) was determined. Results: For the evaluation of the lamellar bone, adequate sharpness, demarcation and image quality was demonstrated at 120 kV/30 mAs, and for the overall image quality and noise, 120 kV/40 mAs was acceptable. With regard to image quality, the effective body dose could be reduced from 1.89 mSv to 0.34 mSv and the organ dose of the ocular lens from 27.2 mSv to 4.8 mSv. Interobserver agreement was moderate (kappa = 0.39). Conclusion: Adequate image quality was achieved for MSCT protocols of the midface with 30 mAs at 120 kV, resulting in a dose reduction of 70 % in comparison to standard protocols.

Key words

Computed tomography (CT) - multislice computed tomography (MSCT) - computed tomography (CT), experimental - computed tomography (CT), image quality - radiation exposure - dose optimization - facial fractures

Literatur

  • 1 Schilli W, Joos U. Behandlung panfazialer Frakturen.  Fortschr Kiefer Gesichts Chir. 1991;  36 36-38
    PubMedGoogle Scholar
  • 2 Gentry L R, Manor W F, Turski P A. et al . High-resolution CT analysis facial struts in trauma. 1. Normal anatomy. 2. Osseous and soft tissue complications.  AJR. 1983;  140 523-541
    PubMedGoogle Scholar
  • 3 Zinreich S J, Rosenbaum A E, Gayler B W. et al . Paranasal sinuses: CT imaging requirement for endoscopic surgery.  Radiology. 1987;  163 769-775
    PubMedGoogle Scholar
  • 4 Vannier M, Marsh J, Warren J. Three dimensional CT reconstruction images for craniofacial surgical planning and evaluation.  Radiology. 1984;  150 179-184
    PubMedGoogle Scholar
  • 5 Ohnesorge B, Flohr T, Schaller S. et al . Technische Grundlagen und Anwendungen der Mehrschicht-CT.  Radiologe. 1999;  39 923-931
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 6 Tello R, Suojanen J, Costello P. et al . Comparison of spiral CT and conventional CT in 3 D visualization of facial trauma: work in progress.  Comput Med Imaging Graph. 1994;  18 423-427
    PubMedGoogle Scholar
  • 7 Prokop M. Überblick über Strahlendosis und Bildqualität in der Computertomographie.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 631-636
    PubMedGoogle Scholar
  • 8 WinDose. Version 2.1 a. Institut für Medizinische Physik, Universität Erlangen-Nürnberg. Scanditronix Wellhöfer. 
    Google Scholar
  • 9 Kalender W A, Schmidt B, Zankl M. et al . A PC program for estimating organ dose and effective dose values in computed tomography.  European Radiology. 1999;  9 555-562
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 10 Turetschek K, Wunderbaldinger P, Zontsich T. Trauma des Gesichtsschädels und der Schädelkalotte.  Radiologe. 1998;  38 659-666
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 11 Jend H H, Jend-Rossmann I, Borchers D. et al . Die Analyse der Gesichtsschädelfrakturen im CT.  Fortschr Röntgenstr. 1982;  138 379-383
    PubMedGoogle Scholar
  • 12 Zanella F E, Mödder U. CT der Orbita Teil 1: Traumatische Veränderungen.  Fortschr Röntgenstr. 1985;  142 670-674
    PubMedGoogle Scholar
  • 13 Simmen D, Schuknecht B. Computertomographie der Nasennebenhöhlen - eine präoperative Checkliste.  Laryngorhinootologie. 1997;  76 8-13
    Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
  • 14 Jackson A, Whitehouse R W. Low-dose computed tomographic imaging in orbital trauma.  Br J Radiol. 1993;  66 655-661
    PubMedGoogle Scholar
  • 15 Schwickert H, Schweden F, Voth D. et al . 3D-Rekonstruktionen bei kraniofaszialer Dysplasie und Mittelgesichtsfraktur - Einsatzmöglichkeiten der Spiral-CT.  Fortschr Röntgenstr. 1994;  161 361-365
    PubMedGoogle Scholar
  • 16 Lell M, Baum U, Koester M. et al . Morphologische undfunktionelle Diagnostik der Kopf-Hals-Region mit Mehrzeilen-Spiral-CT.  Radiologe. 1999;  39 932-938
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 17 Dammann F, Bode A, Heuschmid M. et al . Mehrschicht-Spiral-CT der Nasennebenhöhlen: Erste Erfahrungen unter besonderer Berücksichtigung der Strahlenexposition.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  172 701-706
    Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
  • 18 Dammert S, Funke M, Merten H A. et al . Mehrschicht-Spiral-CT (MSCT) beim Mittelgesichtstrauma: Optimierung der Aufnahme- und Rekonstruktionsparameter.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 874-879
    Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
  • 19 Nagel H. Strahlenexposition in der Computertomographie. Grundlagen, Einflussfaktoren, Dosisermittlung, Optimierung, Zahlenwerte, Begriffe. Hamburg: ZVEI (Fachverband für Elektromedizinische Technik), 1999. 
    PubMedGoogle Scholar
  • 20 Wedegärtner U, Thurmann H, Schmidt R. et al . Strahlenexposition bei der Mehrschicht-Spiral-CT (MSCT) von Kopf, Mittelgesicht und Beckenskelett: Vergleich mit dem Einzeilen-Spiral-CT (SSCT).  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 234-238
    PubMedGoogle Scholar
  • 21 Giacomuzzi S M, Torbica P, Rieger M. et al . Untersuchungen zur Strahlenexposition bei der Einzelschicht- und Mehrschicht-Spiral-CT (eine Phantom-Studie).  Fortschr Röntgenstr. 2001;  173 643-649
    PubMedGoogle Scholar
  • 22 Hall E J. Radiobiology for the Radiologist.  Lippincott Williams & Wilkins. 2000;  193-198
    PubMedGoogle Scholar
  • 23 Marmolya G, Wiesen E J, Yagan R. et al . Paranasal sinuses: low-dose CT.  Radiology. 1991;  181 689-691
    PubMedGoogle Scholar
  • 24 Dammann F, Momino-Traserra E, Remy C. et al . Strahlenexposition bei der Spiral-CT der Nasennebenhöhlen.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  172 232-237
    PubMedGoogle Scholar
  • 25 Cohnen M, Fischer H, Hamacher J. et al . CT of the Head bye Use of Reduced Current and Kilovoltage: Relationship between Image Quality and Dose Reduction.  AJNR. 2000;  21 1654-1660
    PubMedGoogle Scholar
  • 26 van Gelder R E, Venema H W, Serlie I WO. et al . CT Colonography at Different Radiation Dose Levels: Feasibility of Dose Reduction.  Radiology. 2002;  224 25-33
    PubMedGoogle Scholar
  • 27 Diederich S, Lenzen H, Puskas Z. et al . Niedrigdosis-Computertomographie des Thorax.  Radiologe. 1996;  36 475-482
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 28 Ravenel J G, Scalzetti E M, Huda W. et al . Radiation Exposure and Image Quality in Chest CT Examinations.  AJR. 2001;  177 279-284
    PubMedGoogle Scholar
  • 29 Kalra M K, Prasad S R, Saini S. et al . Clinical Comparison of Standard-Dose and 50 % Reduced-Dose Abdominal CT: Effect on Image Quality.  AJR. 2002;  179 1101-1106
    PubMedGoogle Scholar
  • 30 Wedegärtner U, Lorenzen M, Lorenzen J. et al . Mehrzeilen-Spiral-CT (MSCT) des Beckenskelettes: Dosisoptimierung unter Berücksichtigung der Bildqualität.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 106-112
    PubMedGoogle Scholar
  • 31 Prasad S R, Wittram C, Shepard J A. et al . Standard-Dose and 50 %-Reduced-Dose Chest CT: Comparing the Effect on Image Quality.  AJR. 2002;  179 461-465
    PubMedGoogle Scholar
  • 32 Brooks R A, DiChiro G. Statistical Limitations in X-ray Reconstructive Tomography.  Med Phys. 1976;  3 237-240
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 33 Rustemeyer P, Streubühr U, Hohn H P. et al . Niedrigdosis Dental-CT.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  171 130-135
    PubMedGoogle Scholar

Martin Lorenzen

Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Radiologisches Zentrum, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

Martinistr. 52

20246 Hamburg

Phone: 0 40/4 28 03-40 29

Fax: 0 40/4 28 03-38 02

Email: mlorenze@uke.uni-hamburg.de

      >