Strahlendosis und Bildqualität von Röntgenaufnahmen der Hand unter Verwendung eines Film-Folien-Systems und eines Speicherfolien-Systems

Abstract

Mit 148 Millionen Röntgenanwendungen im Jahre 2001 bzw. 1,82 Untersuchun-gen pro Person trägt die medizinische Diagnostik vor allem durch die Zunahme der CT-Untersuchungen mit ca. 1,8mSv pro Jahr zur Strahlenbelastung der deut-schen Bevölkerung bei [20, 64]. Einige Autoren nehmen an, dass bis zu 6 % der Malignome, die bis zu einem Alter von 75 Jahren auftreten, auf durch medizinische Anwendungen zugeführte Strah-lung zurückzuführen seien. Dabei wird davon ausgegangen, dass es hier keine Grenzdosis gibt und selbst geringe Strahlendosen das Risiko zur Induktion von Malignomen in sich bergen [8-10, 18, 33, 75]. Auf die Information, die man durch die Röntgendiagnostik gewinnt, kann man gegenwärtig in der Medizin noch nicht verzichten. Bei der hohen Anzahl der Un-tersuchungen ist es deshalb wichtig, dies mit möglichst geringer Strahlendosis durchzuführen. Ziel der Studie ist es daher, den optimalen Schnittpunkt zwischen der für die Diagnostik ausreichenden Bildqualität und einer möglichst geringen Strahlendosis bei pa-Handaufnahmen, zur Bestimmung des Knochenalters bei Kindern zu finden. Hierzu werden die Röntgenbilder eines analogen Film-Foliensystems mit denen eines Speicherfoliensystems verglichen. Es werden 53 Aufnahmen des konventi-onellen Film-Folien-Systems mit 100 Aufnahmen des Digitalen Speicherfoliensys-tems verglichen. Die Film-Folien-Aufnahmen werden ohne zusätzliche Filterung angefertigt. Es werden drei Belichtungseistellungen verglichen:1. FFS 3,2mAs, 46kV, 12,8ms, n=16 2. FFS 3,6mAs, 46kV, 14,4ms, n=17 3. FFS 4,0mAs, 46kV, 16ms, n=20 Bei den Speicherfolien werden 100 Aufnahmen in vier Gruppen verglichen. Bei den ersten drei Gruppen wird als Filter 1mm Aluminium und 0,1mm Kupfer verwendet. Die Belichtung erfolgt mit den gleichen Einstellungen wie beim Film-Folien-System. 1. CR 3,2mAs, 46kV, 12,8ms, n=26 2. CR 3,6mAs, 46kV, 14,4ms, n=183. CR 4,0mAs, 46kV, 16ms, n=19Bei der 4. Gruppe wird als Filter 1mm Aluminium und 0,2mm Kupfer und folgende Belichtungseinstellungen verwendet: 4. CR 2,0mAs, 50kV, 2,0mAs, 7,14ms n=37 Anhand der Ergebnisse dieser Arbeit und der Untersuchungen anderer Autoren kann die Überlegenheit der digitalen Radiographie verdeutlicht werden. Die Er-gebnisse dieser Studie können zu einer weiteren Optimierung und Standardisie-rung der Aufnahmeeinstellungen beitragen. Es ist bei den Aufnahmen mit dem digitalen System durch Filterung und Verän-derung der Belichtungseinstellungen möglich, eine bis zu 68% Dosisreduktion zur erzielen, verglichen mit den Aufnahmen der Vergleichsgruppe des Film-Folien-Systems. Bei zu starker Dosisreduktion und Aufhärtung durch Filterung nimmt das digitale Bildrauschen jedoch stark zu und beeinträchtigt die Beurteilbarkeit. Nach dem ALARA-Prinzip ist es im klinischen Alltag das Ziel den optimalen Schnittpunkt zwischen der Qualität der Aufnahme und möglichst niedriger Strah-lendosis zu finden. Mit der technischen Weiterentwicklung der Geräte wird man die Strahlendosen zukünftig wohl noch stärker senken können. Die Notwendigkeit der andauernden Qualitätsoptimierung bleibt jedoch bei jedem System bestehen.In Zeiten der Standardisierung und Zertifizierung in vielen Bereichen des Lebens, sollte man über eine DIN-Normierung einiger Standardaufnahmen nachdenken. Gerade bei häufig durchgeführten Aufnahmen im klinischen Alltag wie Röntgen Thorax oder Handaufnahmen bei Kindern könnte eine Standardisierung dazu bei-tragen, die Bildqualität zu verbessern und die Strahlenbelastung für den einzel-nen Patienten und damit für die gesamte Bevölkerung noch weiter zu senken. In the year 2001 148 million radiological examinations have been performed in Germany. These are 1,82 examinations per person. All radiological examinations lead to an average radiation exposure of 1,8mSV per year and person, especially due to CT examinations [20,64]. Various authors assume that up to 6% of malignant tumors, appearing to the age of 75 years could be induced by radiation used for medical examinations. They assume that there is no dose limit and even small radiation doses could induce malignant tumors [8-10, 18, 33, 75]. Till now it is not possible to take a pass on the information achieved through these diagnostic procedures. Due to the high quantity of examinations it is essential to achieve each one with the lowest pos-sible radiation dose. The aim of this study is to find the optimal intersection of reasonable quality of the picture and lowest possible radiation dose for pa-hand x-rays of children. Therefore 53 x-rays of an analog system are compared to 100 pictures of a digital storage phosphor system. The analog pictures were taken without an additional filter. There are 3 analog groups, with the following settings:1. FFS 3,2mAs, 46kV, 12,8ms, n=16 2. FFS 3,6mAs, 46kV, 14,4ms, n=17 3. FFS 4,0mAs, 46kV, 16ms, n=20 There are 4 groups with the storage phosphor system. The first 3 groups were taken with additional 1mm aluminium and 0,1mm copperfilter and the following setting:1. CR 3,2mAs, 46kV, 12,8ms, n=26 2. CR 3,6mAs, 46kV, 14,4ms, n=183. CR 4,0mAs, 46kV, 16ms, n=19The pictures of the 4th group were taken with an additional 1mm aluminium and 0,2mm copperfilter and the following setting. 4. CR 2,0mAs, 50kV, 2,0mAs, 7,14ms n=37 The supremacy of the CR-system is shown by other authors and in this study. The results of this study could help to optimize and standardize the recording set-tings. Through filtering and variation of the settings it is possible to reduce the radiation dose needed by 68% through a storage phosphor system in comparison to an analog system. By reducing the radiation dose to much the image noise gains and reduces the quality of the picture. The aim is to find the optimal inter-section between image quality and radiation dose in consideration of the ALARA principal. Further development of the x-ray systems will enable us to further reduce the radiation dose needed. The necessity of continuous progression and quality op-timization will nevertheless exist. In times of standardization and certification it should be considered to establish a DIN-standard of the most common x-ray ex-aminations. This could help to achieve, better quality pictures and further reduc-tion of radiation exposure for the patient and the population.