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Titel: Röntgenuntersuchungen von Frühgeborenen in modernen Inkubatoren : Eine dosimetrische und qualitative Evaluation
Autor: Gerhards, Thilo
Weitere Beteiligte: Klingmüller, Volker (Prof. Dr. med.)
Erscheinungsjahr: 2016
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2016/0782
DOI: https://doi.org/10.17192/z2016.0782
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2016-07823
DDC: 610 Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): Examination of the Xray situation from premature newborn in incubators

Dokument

Schlagwörter:
Radiologie, Dosimetrie, Strahlendosis, Strahlenschaden, Strahlungseffekt, Frühgeborenes, Aufnahmesituation, Aufnahmegeometrie, Materialanalyse

Zusammenfassung:
In der vorliegenden Arbeit wurden die zwei Standardaufnahmesituationen beim Röntgen von Frühgeborenen in vier modernen Inkubatoren unter technischen, dosimetrischen und bildqualitativen Aspekten untersucht und miteinander verglichen und die jeweiligen Vor- oder Nachteile evaluiert. Für die Bewertung des Einflusses der Aufnahmegeometrie (Kassette unterhalb des Patienten / Kassette in der Röntgenschublade des Inkubators) auf die Bildgebung wurde der Dosisverlust durch die verschiedenen Materialschichten der Inkubatoren gemessen. Der Patient wurde durch einen Dummy repräsentiert. Die dosimetrischen Messungen zeigten insbesondere bei Aufnahmen in der Röntgenschublade den Einfluss der je Inkubatormodell unterschiedlichen Materialdicken und damit korrelierenden Dosisabnahme auf der Bildempfängerebene. Die Untersuchung der Bildqualität zeigte ein deutlich besseres Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR), wenn statt der in den Inkubatoren integrierten Röntgenschublade die Kassette unmittelbar unterhalb des Dummys verwendet wurde. Die Schichten unterhalb des Dummys hatten dabei in besonderem Maße Einfluss auf die Bildgebung. Die gewonnen Erkenntnisse wurden durch eine angeschlossene Monte-Carlo-Simulation bestätigt und ergänzt. Hierzu wurden die Inkubatoren maßgenau in ein Computermodell übertragen und der Einfluss der unterschiedlichen Geometrien auf das SNR berechnet. Die Ergebnisse aus der Monte-Carlo-Simulation zeigten, dass mit einer Zunahme der verwendeten Materialdicken nicht nur die Dosis auf der Bildempfängerebene sank, sondern auch die Bildqualität (SNR) durch einen Anstieg an Sekundärstrahlung negativ beeinflusst wurde. Bei einer Aufnahme in der Röntgenschublade bewirkten die absorbierenden und streuenden Schichten unterhalb der Patienten, im Vergleich zu einer Aufnahme mit der Kassette direkt unterhalb des Patienten, einen Dosis- und Primärstrahlenverlust verbunden mit einem qualitativen Nachteil. Je nach Inkubatormodell fiel das SNR um 40-58 Prozent schlechter aus bei Verwendung der Röntgenschublade. Ein weiterer Nachteil ergab sich bei Aufnahmen in der Röntgenschublade durch den größeren Abstand zwischen Patient und Filmkassette und der damit einhergehenden geometrischen Vergrößerung. Da der klinische Alltag erfahrungsgemäß komplex ist, sollte die Aufnahmemethode je Patient individuell abgewogen werden. Die deutlich eingeschränkte Belastbarkeit von Frühgeborenen, das Prinzip des Minimal-Handling sowie der Infektionsschutz durch Inkubatoren sollte dabei berücksichtigt werden. Regelm äÿige Schulungen des medizinisch - radiologischen Personals hinsichtlich der besonderen Bedürfnisse der Frühgeborenen und der speziellen Aufnahmesituation können zu einer weiteren Qualitätsverbesserung führen. [29] Wünschenswert wäre, wenn die Hersteller von Inkubatoren diese Erkenntnisse in die Gestaltung ihrer Produkte mit einbeziehen würden. Dies könnte beispielsweise durch eine Verringerung des Abstandes zwischen Patient und Röntgenschublade sowie Minimierung der verwendeten Schichtdicken im Boden des Inkubators erfolgen. Es ist anzunehmen, dass durch eine solche Reduktion der Schichtdicken, beispielsweise durch Verwendung moderner Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe eine niedrigere Strahlendosis bei gleichbleibender oder besserer Bildqualität erreicht werden könnte. Da bei strahlensensiblen Frühgeborenen überdurchschnittlich häufig auf eine radiologische Diagnostik zurückgegriffen wird, könnte eine solche Entwicklung zu einer zusätzlichen Strahlenhygiene im klinischen Alltag deutlich beitragen. [2]

Summary:
Advancing therapeutic measurements in current neonatal intensive care units have pushed the limits of premature birth weight to less than 1500g and 22 weeks of gestation. Due to their immature immune system and organs these patients have a high susceptibility to infections and need an intensive care treatment. This includes frequent X-ray-imaging. As each manipulation provokes unfavorable distress, modern incubators have a X-ray-tray for the imaging plate underneath the matress to faciliate the handling. From a strictly radiological point of view this situation has some disadvantages due to the layers in the X-ray-beam which influence the dose and imaging quality negatively. This work investigates the technical and dosimetric circumstances in X-ray-imaging in modern incubators. To assess these information first dosimetric experiments with a dummy were performed in four different types of incubators. In a second step the dimensions of the incubators were transmitted into a virtual 3D-model and a Monte-Carlo-simulation was performed. The influence of the different layers concerning the imaging quality, defined as the signal-to-noise-ratio, were evaluated and the dosimetric aspects were furthermore explored. The results showed, that posing the imaging plate in the build-in tray causes an average decrease of 49% in the signal-to-noise-ratio compared to the position directly underneath the neonate, mainly influenced by the absorption of the mattress. The use of the tray should therefore be put into question according to the physical constitution of the patients.


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