Evaluierung neuer CT-Techniken und Bestimmung der mit ihnen erzielten Strahlenreduktion

Seidenbusch, Michael (2023): Evaluierung neuer CT-Techniken und Bestimmung der mit ihnen erzielten Strahlenreduktion. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Vorliegende Arbeit enthält eine Literaturstudie zum Stand der CT-Technik bis zum Jahr 2015 sowie eine Querschnittsstudie zur Evaluierung neuer CT-Techniken und zur Bestimmung der mit diesen Techniken erzielten Strahlendosisreduktion im Jahr 2015. Im Rahmen der Literaturstudie wurden über 1100 Literaturquellen zur Strahlenexposition einzelner Patienten und der Gesamtbevölkerung bei CT-Untersuchungen, zu nationalen Dosisreferenzwerten sowie zu den einzelnen Dosisreduktionstechniken in der CT und deren Auswirkungen auf den Dosisbedarf vor allem der CT-Untersuchungen des Schädels, des Thorax und des Abdomens aufgenommen. In der Querschnittsstudie zur Evaluierung neuer CT-Techniken und zur Bestimmung der mit ihnen erzielten Strahlendosisreduktion wurde der Einfluss der Konstantstromtechnik, der Röhrenstrommodulation und der iterativen Bildrekonstruktion auf die Strahlenexposition des Patienten sowie die objektive und subjektive Bildqualität der CT-Schnittbilder unter-sucht. Hierzu wurde bei 54 verschiedenen CT-Betreibern in Deutschland eine Analyse von 465 CT-Bildserien aus 280 CT-Untersuchungen des Schädels, des Thorax, des Abdomens und der CT-Angiographie der A. pulmonalis bei erwachsenen Patienten hinsichtlich der Strahlendosis und der Bildqualität durchgeführt. Die Rekonstruktion der Strahlendosen wurde durch Extraktion der in den DICOM-Bilddatensätzen dokumentierten Expositionsparameter durch einen im Rahmen der Arbeit entwickelten Algorithmus zur Analyse der DICOM-Daten und deren Weiterverarbeitung durch die kommerziell verfügbare PC-Software CT-Expo durchgeführt. Die Ermittlung der objektiven Bildqualität erfolgte durch eine Messung des Bildpixelrauschens, des Signal-Rausch-Verhältnisses und des Kontrast-Rausch-Verhältnisses in ausgewählten anatomischen Regionen, die Bestimmung der subjektiven Bildqualität durch die visuelle Beurteilung der CT-Schnittbilder durch zwei unabhängige Befunder. Die Wirksamkeit der Röhrenstrommodulation ist wesentlich vom Lebensalter des Patienten und vom Untersuchungsprotokoll abhängig; wie gezeigt werden konnte, kann die Röhrenstrommodulation gegenüber der Konstantstromtechnik bei Erhaltung einer diagnostisch vernünftigen Bildqualität eine Reduktion der Strahlenexposition des Patienten um bis zu 50% bewirken. Sie kann heute als Dosisreduktionstechnik der Wahl bei jeder Form der CT-Untersuchung angesprochen werden. Iterative Bildrekonstruktionsverfahren können zusätzlich zur Röhrenstrommodulation angewandt werden und erlauben unter klinischen Bedingungen bei gleichzeitiger Anhebung der objektiven und der subjektiven Bildqualität ebenfalls eine Dosisreduktion um 50% und mehr. Insbesondere bei den Abdomentechniken gestatten der Einsatz der Röhrenstrommodulation, der iterativen Bildrekonstruktion sowie die Kombination aus beiden Techniken bei zunehmendem Durchstrahlungsdiameter des Patienten eine weitgehende Konstanthaltung der Strahlendosis bei weitestgehend gleichbleibender Bildqualität. Demgegenüber kann die reine Anwendung der Konstantstromtechnik weder bei der CT-Untersuchung des Schädels noch bei CT-Untersuchungen des Körperrumpfes mehr empfohlen werden; auch bei pädiatrischen CT-Untersuchungen von Kindern aller Altersstufen empfiehlt sich der Einsatz der Röhrenstrommodulation. Die kombinierte Anwendung der Röhrenstrommodulation und iterativer Bildrekonstruktionsverfahren erweist sich vor allem im Rahmen von CT-Abdomentechniken bei adipösen Patienten hinsichtlich der Strahlenhygiene und der Bildqualität als besonders wirkungsvoll. Bei der Anwendung iterativer Verfahren ist allerdings auf eine sorgfältige Einstellung der Iterationsparameter zur Vermeidung artifizieller Bildartefakte zu achten.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 6. Juli 2023
• 1. Bericht­erstatter:in: Stahl, Robert