Niedrigdosis-Computertomographie des oberen Sprunggelenkes und der Fußwurzel - eine ex-vivo Studie

Stein, Anna

Ziel der vorgelegten Arbeit war es, einen Protokollvorschlag für MSCT-Niedrigdosis-Untersuchungen des OSG und des Fußskelettes zu erarbeiten. In einem weiteren Schritt sollte das Potential solitärer Änderungen der Untersuchungsparameter Pitch-Faktor, Röhrenspannung und -stromstärke zur Dosisreduktion evaluiert und miteinander verglichen werden. Für diese Arbeit wurden 21 anatomisch fixierte Fußpräparate an einem 16-Zeilen-MSCT-Gerät nach 12 unterschiedlich definierten Protokollen untersucht. Bei sonst konstant gewählten Untersuchungsparametern wurden die Einstellungen für den Pitch-Faktor zwischen 1,5 und 0,9, für die Röhrenspannung zwischen 120 kV und 100 kV und für das Röhrenstrom-Zeit-Produkt zwischen 100 mAs, 70 mAs und 40 mAs systematisch variiert. Aus den Rohdatensätzen wurden je 6 Bildansichten (3 axiale Schichten, 1 sagittale, 1 koronare, 1 para-koronare Schicht) nach vorgegebenen Kriterien rekonstruiert. Bei 21 Präparaten und je 12 Dosisstufen resultierten somit 1512 Bildansichten, die verblindet, randomisiert und anschließend hinsichtlich ihrer diagnostischen Bildqualität bewertet wurden. Die Auswertung erfolgte durch 2 erfahrene Radiologen im Konsensus-Verfahren. Anhand einer 4 Punkte umfassenden Bewertungsskala (1=sehr gut, 2=gut, 3=befriedigend, 4=mangelhaft) wurde jeweils die Abbildungsqualität der anatomischen Strukturmerkmale Corticalis, Spongiosa, Gelenkflächen und Weichteilstrukturen bewertet. Für eine Einschätzung der Gesamtbildqualität wurden die Einzelbewertungen summiert. Ein Grenzwert für gute diagnostische Gesamtbild-Qualität wurde willkürlich bei einer durchschnittlichen Punktbewertung der Strukturen mit 2 Punkten festgelegt. Eine zusätzliche Schwelle, ab der ein Untersuchungsprotokoll als diagnostisch sicher anwendbar einzustufen war, wurde bei einem Anteil von 95% als diagnostisch gut gewerteten Bildansichten definiert. Ergänzend erfolgte ein Vergleich der Ergebnisse von Präparaten mit eu- und dystropher Knochenstruktur. Als Protokollempfehlung mit dem besten Verhältnis zwischen Dosissenkung und Erhalt der diagnostischen Bildqualität ergaben sich Parametereinstellungen von Pitch-Faktor 0,9, 100 kV und 70 mAs. Die effektive Dosis konnte bei diesen Einstellungen um 55% auf 0,08mSv gesenkt werden. Bei ausschließlicher Fokussierung der ossären Strukturen wurde auch bei weiterer Dosissenkung und der Parameterkonstellation Pitch-Faktor 0,9, 100 kV und 40 mAs gute diagnostische Bildqualität erreicht, was eine Reduktion der Strahlenexposition um 74% auf 0,05 mSv und eine Annäherung der Dosiswerte an die der Projektionsradiographie (0,01-0,02mSv) bedeutete. In der Parameteranalyse resultierte nur durch Senkung der Röhrenspannung bereits eine Dosisreduktion um 36%, ohne Beeinträchtigung der Bildqualität. Variationen der anderen Untersuchungsparameter führten im Vergleich zu einem deutlicheren Anstieg des Bildrauschens und einer Verschlechterung der Bildqualität. Am stärksten beeinträchtigt wurde die diagnostische Güte der Untersuchungen durch Steigerung des Pitch-Faktors von 0,9 auf 1,5 und Reduktion des Röhrenstrom-Zeit-Produktes von 100 mAs auf 40 mAs. Die Reduktion der Röhrenspannung war als Einzelparameter am besten zur Dosissenkung geeignet. Die hierdurch bedingte Änderung der Strahlenqualität mit einem höheren Anteil an absorbierter Energie stellt jedoch eine Limitation für die Untersuchung von strahlensensiblen Organen oder großen Patientendurchmessern dar. Bei der getrennten Auswertung von Präparaten mit eu- und dystropher Knochenstruktur konnten bezüglich der Bildqualität nach Dosisreduktion keine relevanten Unterschiede nachgewiesen werden. Insgesamt konnte in dieser Arbeit ein erhebliches Potential zur Dosisreduktion bei erhaltener diagnostischer Bildqualität für MSCT-Untersuchung des OSG und des Tarsus nachgewiesen werden.

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Stein, Anna: Niedrigdosis-Computertomographie des oberen Sprunggelenkes und der Fußwurzel - eine ex-vivo Studie.

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