Reduktion der Strahlenexposition bei CT-Untersuchungen von Kindern

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit war es zu evaluieren, in welchem Maße bei CT-Untersuchungen von Kindern durch die Verwendung moderner Dual-Source-CT-Geräte eine Strahlendosisreduktion sowie Auswirkungen in der Bildqualität zu beobachten sind. Um dies herauszufinden wurden medizinisch indizierte CT-Untersuchungen von Kindern aus der klinischen Routinediagnostik analysiert. Die Untersuchungen wurden an einem universitären Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie durchgeführt. Die CT-Thorax-Untersuchungen erfolgten an einem modernen Dual-Source-CT (SOMATOM Force) sowie einem 40-Zeilen-CT (SOMATOM Definition AS). Die Einschlusskriterien der retrospektiven Studie waren CT-Untersuchungen mit einer kompletten Darstellung des Thorax von den Lungenspitzen bis zu den Lungenunterrändern, die ausschließliche Durchführung einer Aufnahmeserie sowie vollständigen Patienten- und Untersuchungsdaten. Insgesamt wurden 219 Untersuchungen analysiert (100 CT-Thorax nativ, 119 CT-Thorax mit KM). Die Patienten wurden in Gewichts- und Altersgruppen eingeteilt. Im Rahmen der Datenerhebung wurden diverse technische Parameter, das Dosislängenprodukt (DLP), der CT-Volumendosisindex (CTDIvol) sowie Daten zum Kontrastmittel erhoben. Die Bildqualität wurde quantitativ über die Messung des Bildrauschens sowie die Berechnung des Signal- (SNR) und Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses (CNR) bewertet. Als statistischer Test auf Lageunterschiede wurde in dieser Studie der Mann-Whitney-U-Test verwendet. Das statistische Signifikanzniveau wurde auf p < 0,05 festgelegt.Die Ergebnisse zeigten, dass Thorax-Untersuchungen mit einer niedrigen Röhrenspannung von bis zu 70 Kilovolt durchgeführt wurden und die diagnostischen Referenzwerte bei allen Kindern am Dual-Source-CT eingehalten wurden. Es konnten signifikante Strahlendosisreduktionen beobachtet werden (CT-Thorax nativ: Gewichtsgruppen 3, 4, 5, 6, Altersgruppen 4, 5, 6; CT-Thorax mit KM: Gewichtsgruppe 3, Altersgruppen 2, 3, 6). Bei CT-Untersuchungen mit Kontrastmittel waren in den Gewichtsgruppen 2, 3, 4, 5 und 6 signifikante Kontrastmittelreduktionen bis zu 37 Prozent zu beobachten. Die quantitativen Bildqualitätsparameter waren am Dual-Source-CT verbessert, sodass ein signifikanter Anstieg von SNR und CNR sowie eine signifikante Reduktion des Bildrauschens von bis zu 44 Prozent (CT-Thorax nativ) verzeichnet wurden. Schlussfolgernd wurde in der vorliegenden Studie gezeigt, dass durch die technischen Fortschritte in der Computertomografie und der Entwicklung der Dual-Source-Technologie CT-Untersuchungen von Kindern mit einer signifikant reduzierten Strahlendosis bei verbesserter quantitativer Bildqualität durchgeführt wurden. The aim of this work was to evaluate the extent of the radiation dose reduction and the effects on image quality in CT scans of children by using modern dual-source CT scanners. Medically indicated chest CT scan examinations of children from clinical routine diagnostics were analyzed. The CT examinations were performed on a modern dual source CT (SOMATOM Force) as well as on a 40-slice multidetector CT (SOMATOM Definition AS) at a university institute for diagnostic and interventional radiology. This retrospective study included children up to the age of 18 years, a complete imaging of the lungs, the acquisition of only one examination series as well as complete patient and study data. Two hundred and nineteen CT scan examinations were analyzed (100 unenhanced chest CT, 119 contrast-enhanced chest CT). The patients were divided into weight and age groups. As part of the data collection various technical parameters including the dose length product (DLP), the volume CT dose index (CTDIvol), and the injected contrast agent were analyzed. The image quality was quantitatively evaluated by the measurement of image noise as well as the calculation of the signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR). The Mann-Whitney U test was used to evaluate the significance of positional differences. Statistical significance was assumed at p < 0.05.The results show that chest CT examinations could be performed with a low tube voltage of up to 70 kilovolts. The diagnostic dose reference values were complied in all children on the dual source CT. Significant dose reductions were observed (unenhanced chest CT: weight groups 3, 4, 5, 6, age groups 4, 5 6; contrast-enhanced chest CT: weight group 3, age groups 2, 3, 6). In the weight groups 2, 3, 4, 5 and 6 of the contrast-enhanced chest CT scans the contrast agent volume decreased up to 37 percent. The quantitative image quality parameters were improved on the dual source CT, showing a significant increase in SNR and CNR, as well as a significant reduction of image noise of up to 44 percent (unenhanced chest CT).Overall, the present study showed that the technical advances in the CT and the development of the dual source technology enable CT scans of children with significantly decreased dose radiation and improved quantitative image quality.