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Meurer, Felix (2017): Artefaktreduktion und Verbesserung der Bildqualität mittels iterativem Bildrekonstruktionsalgorithmus in der CT-Bildgebung des Neurocraniums. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät
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Abstract

Zielsetzung: Klinisch-prospektiver Vergleich der resultierenden Bildqualität des modellbasierten iterativen Rekonstruktionsalgorithmus MBIR mit derjenigen des iterativen Standard-Algorithmus ASiR bei der Bildberechnung aus CT-Rohdaten am speziellen Beispiel der sehr häufig durchgeführten und klinisch relevanten, aber oft durch Artefakte beeinträchtigten CT-Untersuchung des Neurocraniums. Material und Methoden: 100 Patienten erhielten an einem 64-Zeilen CT-Gerät (CT750HD Discovery, GE Healthcare Waukesha, WI, USA) eine klinisch indizierte native Untersuchung des Schädels nach institutsinternem Standardprotokoll (120kV Röhrenspannung, 50-260 mAs Röhrenstrommodulation, 20mm Detektorkollimation, 0,984 Pitchfaktor, 1,0 s Rotationsdauer). Die Rohdatensätze wurden sowohl mittels ASiR als auch mit MBIR zu Dünnschicht-Bildserien rekonstruiert, anonymisiert und daraus zur Betrachtung geeignete Bildserien mit jeweils 2,5 mm Schichtdicke multiplanar reformatiert. Signal-to-noise ratio (SNR) und Contrast-to-noise ratio (CNR) wurden aus Dichtewerten an jeweils identischer Position standardisiert supra- und infratentoriell in grauer und weißer Substanz sowie in Liquor errechnet. Unabhängig voneinander und bezüglich des verwendeten Rekonstruktionsalgorithmus verblindet beurteilten zwei Radiologen qualitativ anhand einer 5-Punkte-Skala (0: inakzeptabel, 1: unterdurchschnittlich, 2: durchschnittlich, 3: überdurchschnittlich, 4: exzellent) die Darstellung anatomischer Strukturen und den Einfluss von Artefakten auf die allgemeine Bildqualität. Die Signifikanz wurde mittels ANOVA und Mann-Whitney-U-Test geprüft und die statistische Übereinstimmung mit ICC korreliert. Ergebnisse: Im Vergleich zu ASiR resultierte MBIR in einer besseren allgemeinen Bildqualität (Median: MBIR = 2, ASiR = 1, p<0.01). Zudem reduzierte MBIR die Artefakte bei der Darstellung anatomischer Strukturen (Median: MBIR= 3, ASiR = 2, p<0,01). Für MBIR war SNR jeweils durchschnittlich um 28,9% und CNR um 37,29% höher als für ASiR (p<0,01). Schlussfolgerung: MBIR zeigte gegenüber ASiR jeweils signifikant sowohl eine Verbesserung der Bildqualität als auch eine Reduktion der Artefakte. Somit könnte der Einsatz von MBIR im klinischen Alltag bei gleicher diagnostischer Bildqualität eine deutliche Senkung der Strahlenexposition durch medizinische Untersuchungen bewirken. Dieses Potenzial wird derzeit noch durch die deutlich längere Rekonstruktionszeit mit MBIR limitiert (ASIR ca. 49 s, MBIR ca. 1921 s pro Bildserie).