Entwicklung und Evaluation von Strategien der Strahlendosisreduktion in der Ganzkörper-Computertomografie

Abstract

In den letzten Jahrzehnten hat die Computertomografie in der Diagnostik deutlich an Bedeutung gewonnen und ist in vielen Fällen unumgehbar geworden. Umso aktueller und notwendiger ist die Optimierung der Computertomografie, um in Anbetracht der biologischen Auswirkungen von Strahlen auf den Körper die Strahlendosis auf ein Minimum zu reduzieren, unter welchem eine maximal gute diagnostische Aussagekraft zu erreichen ist. In der vorliegenden, retrospektiven Studie wurde ein systematischer Vergleich von Kontrastmittel-angereicherten Ganzkörper-CT-Untersuchungen auf einem 3. Generation CT-Scanner in Hinblick auf die Effekte einer Reduktion der Strahlendosis und Hinzunahme von unterschiedlichen Stärken der iterativen Rekonstruktion im Vergleich zur FBP auf Bildrauschen, Bildqualität sowie der diagnostischen Sicherheit durchgeführt. Ziel war es durch Hinzunahme der iterativen Rekonstruktion die Strahlendosis auf jenes Minimum zu reduzieren, unter welchem sich eine ähnliche Bildqualität sowie ähnliche diagnostische Aussagekraft wie unter dem aktuellen Referenzstandard beobachten ließ. Bei dem aktuellen Referenzstandard handelt es sich um CT-Scans mit 100% Strahlendosis unter ADMIRE 2. Für die Studie wurden schlussendlich 18 Ganzkörper-CT-Untersuchungen im Rahmen von Staging-Untersuchungen retrospektiv eingeschlossen. Dabei wurde die Strahlendosisreduktion systematisch in 20 Prozent Schritten simuliert und darunter die Auswirkung auf die oben genannten Parameter unter FBP sowie unter ADMIRE Stufe 1 bis 5 untersucht und miteinander verglichen. Die Bilddaten wurden randomisiert und doppelt verblindet von drei unabhängigen Radiologen unterschiedlicher klinischer Erfahrung (zwischen drei und acht Jahren) hinsichtlich der subjektiven Bildqualität, der diagnostischen Sicherheit und Aussagekraft beurteilt. Die Bewertung erfolgte ohne Kenntnis über Dosis- oder Rekonstruktionsstärke sowie ohne Kenntnis der Grunderkrankung. Anschließend erfolgte die statistische Auswertung der erhobenen Daten. Als Richtwert für die Strahlendosis wurde in dieser Arbeit SSDE als Parameter gewählt, da dieser aufgrund der zusätzlichen Rücksicht auf die Patientenmaße die tatsächlich durch den Körper absorbierte Strahlendosis besser widerspiegeln kann. Es zeigte sich eine besonders starke Zunahme des Bildrauschens bei der Dosisreduktion unter FBP, stärker ausgeprägt als unter ADMIRE. Mit der iterativen Rekonstruktion konnte eine deutliche Reduktion der Strahlendosis erreicht werden, ohne die Bildqualität zu beeinflussen. Bei Zunahme der Rekonstruktionsstärke unter ADMIRE schienen die Bilder in der subjektiven Bewertung vom Bildeindruck jedoch zunehmend verändert beispielsweise durch Weichzeichnung und dadurch nur eingeschränkt beurteilbar, sodass eine starke Reduktion der Strahlendosis bei zu hohe Rekonstruktionsstufe keine ausreichend hohe diagnostische Sicherheit bot. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass sich bei einer Strahlendosis von 40% unter ADMIRE 3 eine hohe subjektive Bildqualität sowie hohe diagnostische Sicherheit bei vergleichbar niedrigem Bildrauschen zum Referenzstandard beobachten ließ, sodass in der vorliegenden Arbeit ein Strahlendosisreduktionspotenzial von 60% festgestellt werden konnte.