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Rofo 2012; 184(7): 643-649
DOI: 10.1055/s-0032-1312727
Technik und Medizinphysik
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Optimizing Image Quality and Dose for Digital Radiography of Distal Pediatric Extremities Using the Contrast-to-Noise Ratio

Optimierung von Bildqualität und Dosis für die digitale Radiografie distaler kindlicher Extremitäten auf Grundlage des Kontrast-Rausch-Verhältnisses
R. Hess
1   University of Applied Science, Hamburg
,
U. Neitzel
2   Philips Healthcare, Clinical Science Diagnostic X-ray, Hamburg
› Author Affiliations
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Publication History

05 November 2011

31 March 2012

Publication Date:
22 May 2012 (online)

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Abstract

Purpose: To investigate the influence of X-ray tube voltage and filtration on image quality in terms of contrast-to-noise ratio (CNR) and dose for digital radiography of distal pediatric extremities and to determine conditions that give the best balance of CNR and patient dose.

Materials and Methods: In a phantom study simulating the absorption properties of distal extremities, the CNR and the related patient dose were determined as a function of tube voltage in the range 40 – 66 kV, both with and without additional filtration of 0.1 mm Cu/1 mm Al. The measured CNR was used as an indicator of image quality, while the mean absorbed dose (MAD) – determined by a combination of measurement and simulation – was used as an indicator of the patient dose.

Results: The most favorable relation of CNR and dose was found for the lowest tube voltage investigated (40 kV) without additional filtration. Compared to a situation with 50 kV or 60 kV, the mean absorbed dose could be lowered by 24 % and 50 %, respectively, while keeping the image quality (CNR) at the same level.

Conclusion: For digital radiography of distal pediatric extremities, further CNR and dose optimization appears to be possible using lower tube voltages. Further clinical investigation of the suggested parameters is necessary.

Zusammenfassung

Ziel: Ziel der Untersuchung war es, den Einfluss von Röntgenröhrenspannung und Vorfilterung auf Bildqualität, ausgedrückt durch das Kontrast-Rausch-Verhältnis (CNR), und die Dosis bei digitalen Röntgenaufnahmen distaler kindlicher Extremitäten zu untersuchen und die Bedingungen zu bestimmen, bei denen das beste Verhältnis von CNR und Patientendosis erreicht wird.

Material und Methoden: Mittels eines Phantoms, welches die Absorptionseigenschaften kindlicher distaler Extremitäten simuliert, wurden das CNR und die damit verknüpfte Patientendosis für Röhrenspannungen von 40 bis 66 kV mit und ohne Zusatzfilter von 0,1 mm Cu/1 mm Al bestimmt. Das gemessene CNR diente als Maß für die Bildqualität, während die mittlere absorbierte Dosis (MAD) aus einer Kombination von Messung und Simulation als Maß für die Patientendosis ermittelt wurde.

Ergebnisse: Das vorteilhafteste Verhältnis von CNR und Dosis ergab sich für die niedrigste untersuchte Röhrenspannung (40 kV) und ohne Zusatzfilterung. Im Vergleich zu Aufnahmen bei 50 kV und 60 kV konnte die mittlere absorbierte Dosis bei Beibehaltung der Bildqualität (des CNR) um 24 % bzw. 50 % gesenkt werden.

Schlussfolgerung: Durch Verwendung niedrigerer Röhrenspannungen erscheint für die digitale Radiographie distaler kindlicher Extremitäten eine weitergehende Optimierung von CNR und Dosis möglich. Die Relevanz der Ergebnisse für klinische Anwendungen muss weiter überprüft werden.

Key words

extremities - digital radiography - image quality - patient dose - contrast-to-noise ratio (CNR) - mean absorbed dose (MAD)
 

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