Intraokulare Fremdkörperdiagnostik in der Multidetektor-CT: Auswirkung der Akquisitionsparameter auf Strahlendosis und Erkennbarkeit

Zusammenfassung

Ziel: Bestimmung des Einflusses von Akquisitions- und Rekonstruktionsparametern auf die Strahlendosis und die Erkennbarkeit intraokularer Fremdkörper in der Multidetektor-CT. Material und Methoden: Porcine Augen mit intraokularen Fremdkörpern aus 0,3 mm Quarzfaser und 0,1 mm Stahldraht sowie 0,5 ml Blut im Glaskörper wurden mit MDCT untersucht. Der Röhrenstrom betrug 500, 250, 100, und 50 mAs; die Kollimation 16 × 0,75 mm und 16 × 1,5 mm; der Pitch 0,5 und 0,75. Die Rekonstruktion erfolgte jeweils mit einem Weichteil- (H30) und einem Skelettalgorithmus (H60 s) sowie in dünnen (0,7 bzw. 2 mm) und dicken (1,5 bzw. 4 mm) Schichten. An den Datensätzen wurden jeweils das mittlere Signaldifferenz-zu-Rausch-Verhältnis (SDRV) zwischen Fremdkörper und Glaskörper sowie die mittlere Strahlendosis im Untersuchungsvolumen ermittelt. Ergebnisse: Änderungen des Röhrenstromes ergaben eine proportionale Änderung der Strahlendosis, aber lediglich eine Änderung der SDRV unter 1:2. Eine Verringerung der Kollimation von 1,5 mm auf 0,75 mm ergab annähernd eine Verdoppelung des SDRV. Die Serien mit niedrigerem Pitch bei gleicher Volumendosis zeigten konstant ein geringfügig höheres SDRV. Die Rekonstruktion in dünneren Schichten und mit dem Skelettalgorithmus führte jeweils zu einem Anstieg des SDRV um einen Faktor 1,8 - 2,3. Schlussfolgerung: Zur orbitalen Fremdkörperdiagnostik in der MDCT führen die folgenden Parameter bei kleinen intraokularen Fremdkörpern aus Glas oder Metall bei geringstmöglicher Strahlenexposition noch zu adäquatem SDRV: Röhrenstrom 50 mAs; Pitch 0,5; Kollimation 16 × 0,75 mm; Skelettalgorithmus; Rekonstruktionsinkrement 0,7 mm.

Abstract

Purpose: Determination of the influence of acquisition and reconstruction parameters on radiation dose and detectability of intraocular foreign bodies using multidetector CT (MDCT). Materials and Methods: Porcine eyes with intraocular foreign bodies of a 0.3-mm quartz fiber and a 0.1-mm steel wire as well as 0.5 ml of blood in the vitreous were investigated using MDCT. The tube current was 500, 250, 100, and 50 mAs; the collimation was 16 × 0.75 mm and 16 × 1.5 mm; and the pitch was 0.5 and 0.75. Image reconstruction was performed using a soft tissue (H30), a bone algorithm (H60 s), and thin (0.7 and 2 mm, respectively) and thick (2 and 4 mm, respectively) reconstruction increments. The resulting data sets were then used to determine the signal difference to noise ratio (SDNR) between the foreign body and adjacent vitreous. Results: Changes in tube current resulted in a proportional change in the radiation dose but only in the SDNR within a range of 1:2. Reducing the collimation from 1.5 mm to 0.75 mm resulted in a doubling of the SDNR at an approximately identical radiation dose. The series with a lower pitch at the same dose per volume showed a slightly higher SDNR. Reconstruction using a bone algorithm and thin increments resulted in an increase in the mean SDNR by a factor of 1.8 to 2.3. Conclusion: When diagnosing small intraocular foreign bodies using MDCT, the following parameters can yield an adequate SDNR while minimizing radiation exposure: tube current 50 mAs, pitch 0.5, collimation 16 × 0.75, bone algorithm, and reconstruction increment 0.7 mm.

Key words

Radiation safety - high resolution CT - localization eye

Literatur

• 1 McGwin G Jr, Xie A, Owsley C. Rate of eye injury in the United States.  Arch Ophthalmol. 2005;  178 970-976
• 2 MacEwen C J. Ocular injuries.  J R Coll Surg Edinb. 1999;  178 317-323
• 3 Lombardi D A, Pannala R, Sorock G S. et al . Welding related occupational eye injuries: a narrative analysis.  Inj Prev. 2005;  178 174-179
• 4 Jonas J B, Knorr H L, Budde W M. Prognostic factors in ocular injuries caused by intraocular or retrobulbar foreign bodies.  Ophthalmology. 2000;  178 823-828
• 5 Lakits A, Prokesch R, Scholda C. et al . Orbital helical computed tomography in the diagnosis and management of eye trauma.  Ophthalmology. 1999;  178 2330-2335
• 6 Lemke A J, Kazi I, Landeck L M. et al . Differenzialdiagnostik intrakonaler orbitaler Raumforderungen unter Verwendung der hochauflösenden MRT mit Oberflächenspulen anhand von 78 Patienten.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  178 1436-1446
• 7 Kelly W M, Paglen P G, Pearson J A. et al . Ferromagnetism of intraocular foreign body causes unilateral blindness after MR study.  AJNR Am J Neuroradiol. 1986;  178 243-245
• 8 Lakits A, Prokesch R, Scholda C. et al . Multiplanar imaging in the preoperative assessment of metallic intraocular foreign bodies. Helical computed tomography versus conventional computed tomography.  Ophthalmology. 1998;  178 1679-1685
• 9 Lakits A, Steiner E, Scholda C. et al . Evaluation of intraocular foreign bodies by spiral computed tomography and multiplanar reconstruction.  Ophthalmology. 1998;  178 307-312
• 10 Papadopoulos A, Fotinos A, Maniatis V. et al . Assessment of intraocular foreign bodies by helical-CT multiplanar imaging.  Eur Radiol. 2001;  178 1502-1505
• 11 Gerber T C, Kuzo R S, Morin R L. Techniques and parameters for estimating radiation exposure and dose in cardiac computed tomography.  Int J Cardiovasc Imaging. 2005;  178 165-176
• 12 Wolff S D, Balaban R S. Assessing contrast on MR images.  Radiology. 1997;  178 25-29
• 13 Schafer J F, Vollmar J, Schick F. et al . Bildgebende Diagnostik solitärer Lungenrundherde am offenen Niederfeld-MRT - Ein Vergleich zweier MR-Sequenzen mit der Spiral-CT.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  178 1107-1114
• 14 Schertler T, Wildermuth S, Willmann J K. et al . Retrospectively ECG-gated multi-detector row CT of the chest: does ECG-gating improve three-dimensional visualization of the bronchial tree?.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  178 513-521
• 15 Potts A M, Distler J A. Shape factor in the penetration of intraocular foreign bodies.  Am J Ophthalmol. 1985;  178 183-187
• 16 Merriam G R Jr, Focht E F. A clinical study of radiation cataracts and the relationship to dose.  Am J Roentgenol Radium Ther Nucl Med. 1957;  178 759-785
• 17 Lorenzen M, Wedegartner U, Weber C. et al . Dosisoptimierung der Mehrzeilen-Spiral-CT (MSCT) des Mittelgesichts.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  178 265-271
• 18 Zammit-Maempel I, Chadwick C L, Willis S P. Radiation dose to the lens of eye and thyroid gland in paranasal sinus multislice CT.  Br J Radiol. 2003;  178 418-420
• 19 Lakits A, Prokesch R, Scholda C. et al . Helical and conventional CT in the imaging of metallic foreign bodies in the orbit.  Acta Ophthalmol Scand. 2000;  178 79-83
• 20 McCann C, Alasti H. Comparative evaluation of image quality from three CT simulation scanners.  J Appl Clin Med Phys. 2004;  178 55-70
• 21 Ertl-Wagner B B, Hoffmann R T, Bruning R. et al . Multi-detector row CT angiography of the brain at various kilovoltage settings.  Radiology. 2004;  178 528-535
• 22 Brooks R A. A quantitative theory of the Hounsfield unit and its application to dual energy scanning.  J Comput Assist Tomogr. 1977;  178 487-493
• 23 Honnef D, Wildberger J E, Stargardt A. et al . Mehrschicht-Spiral-CT (MSCT) in der Kinderradiologie: Dosisreduktion bei der Untersuchung von Thorax und Abdomen.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  178 1021-1030
• 24 Nagel H D, Blobel J, Brix G. et al . 5 Jahre Konzertierte Aktion Dosisreduktion CT - was wurde erreicht, was ist noch zu tun?.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  178 1683-1694
• 25 Greess H, Wolf H, Suess C. et al . Dosisautomatik bei der Mehrzeilenspiral-CT: Phantommessungen und klinische Ergebnisse.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  178 862-869