Dosisreduktion https://doi.org/10.17192/z2015.0620 Evaluation the potential of radiation dose reduction in the CT of nose and paranasal sinuses while maintaining a clinically good and satisfactory picture quality 2015 Bildqualität opus:6468 Die chronische Rhinosinusitis ist eine häufige Erkrankung, deren Therapie nach Ausschöpfen der konservativen Maßnahmen in der operativen Sanierung mittels endoskopisch gestützter, funktionell orientierter Nasennebenhöhlenchirurgie liegt. Von Bedeutung sind dabei anatomische Strukturen, die Normvarianten aufweisen können und dadurch bei einer Operation gefährdet sind, verletzt zu werden. Vor jedem chirurgischen Eingriff an den Nasennebenhöhlen wird deshalb zur Standortbestimmung obligat eine Bildgebung in Form einer Computertomographieaufnahme gefordert. Da die Strahlendosis ein nicht zu unterschätzender Faktor der CT ist, hat vorliegende Arbeit untersucht, inwieweit die Dosis in der CT der Nase und Nasennebenhöhlen vor einer Operation reduziert werden kann unter Berücksichtigung einer klinisch ausreichenden, guten Bildqualität. Ziel der Arbeit war es, einen optimalen Bereich der technischen Einstellungen festzulegen, in dem eine gute Bildqualität aus klinisch-chirurgischer Sicht besteht bei strahleneinsparender Dosis für den Patienten. Somit sollte eine Reduktion der Strahlenbelastung des Patienten erwirkt werden. Anhand von drei humanen Ganzkopfpräparaten wurden je Schädel 178 – 183 CT-Aufnahmen mit Variation der Parameter Röhrenspannung, Röhrenstrom-Zeit-Produkt (= insgesamt von 46 verschiedenen CTDI-Werten) sowie Rekonstruktionskernel bei konstanter/m Schichtdicke und Pitch angefertigt. Eine Verblindung war durch Anonymisierung und Randomisierung der Datensätze gegeben. Es wurden insgesamt 14 anatomische Strukturen pro Bilddatensatz im Schulnotenprinzip mit 1 = sehr gut zu sehen, 2 = gut zu sehen, 3 = schlecht zu sehen und 4 = nicht zu sehen, bewertet. Bei den Strukturen handelte es sich im Einzelnen um die knöcherne Begrenzung der Kieferhöhle, die knöcherne Begrenzung des Nervus infraorbitalis, das Os turbinale der Concha nasalis inferior, den Processus uncinatus, die Lamina papyracea auf Höhe des Processus uncinatus und auf Höhe der Arteria ethmoidalis anterior, die Arteria ethmoidalis anterior, die Lamina lateralis fossa olfactoria, die Lamina cribrosa, die knöcherne Begrenzung des Canalis nervus opticus, den Canalis nervus vidianus, das Foramen rotundum, die knöcherne Begrenzung des Canalis arteria carotidea interna und die Stirnhöhlenhinterwand. Für eine ausreichend gute Bildqualität wurde ein Mittelwert inklusive Standardabweichung von dauerhaft ≤ 2,0 in der durchschnittlichen Benotung als Kriterium gefordert. Als Ergebnis konnte eine deutliche Dosisabhängigkeit der Darstellbarkeit von anatomischen Strukturen bewiesen werden. Hierbei gilt generell, je höher die Dosis gewählt wurde, desto besser auch die Bewertung. Dabei gibt es Unterschiede. Stabile Strukturen wie die Stirnhöhle, die Kieferhöhle oder die Carotis sind in ihrer Darstellbarkeit eher dosisunabhängig, während bei filigranen Strukturen wie dem Os turbinale, der Lamina papyracea oder dem Canalis nervus vidianus eine deutliche Dosisabhängigkeit aufgezeigt werden konnte. Im Bereich der Rekonstruktionskernel gilt, je niedriger der Kernel gewählt wird, desto besser werden Bildschärfe und Note im Niedrigdosisbereich. Die mittelscharfen Kernel H47f/s und H50f/s sind dabei die Einstellungen, bei denen bereits ab einem CTDI-Wert von 2,0 – 2,5 mGy gute Bilder entstehen. Unabhängig der Kerneleinstellung kann ein CTDI-Bereich ab 3,5 – 4,5 mGy als optimaler Bereich festgehalten werden, bei dem eine klinisch ausreichend gute Bildqualität auch für feine anatomische Strukturen besteht, bei niedriger Strahlenbelastung für den Patienten. Dies bedeutet für die klinische Praxis eine Dosisreduktion um mindestens 50 % verglichen mit dem bisherigen diagnostischen Referenzwert von 9 mGy. Diese Erkenntnisse stehen im Einklang mit den grundlegenden Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen. Der in hier vorliegender Arbeit vorgeschlagene Dosisbereich mit Kerneleinstellung sollte nun durch Anwendung in der Klinik sowie durch weitere Studien verifiziert werden. Ansatzpunkte für weitere Forschung bieten die Überprüfung des Einsatzes glättender Kernel sowie das Arbeiten mit höherer Schichtdicke in der Computertomographie der Nase und der Nasennebenhöhlen. monograph CT pictue quality dose reduction doctoralThesis application/pdf https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2015/0620/cover.png urn:nbn:de:hebis:04-z2015-06204 ths PD Dr. Güldner Christian Güldner, Christian (PD Dr.) Evaluation des Potentials der Dosisreduktion in der Computertomographie der Nase und Nasennebenhöhlen unter Berücksichtigung der klinisch notwendigen Bildqualität Bildqualität CT Medizin 2015-12-16 Medical sciences Medicine Medizin Hofmann, Kathrin Hofmann Kathrin Philipps-Universität Marburg Chronic rhinosinusitis is a common disease. Having used all conservative procedures, an operation using functional endoscopic sinus surgery is the therapy of choice. Anatomical structures showing normvariants are important due to the fact that they are at risk of getting destroyed during the operation. Therefore, a Computertomography scan is required before each operation. Radiation dose is a key factor in CT, which should not be underestimated. Thus, in this study, we examined the question of how radiation dose in the CT of the nose and the paranasal sinuses can be reduced while still maintaining a clinically good and, satisfactory picture quality. The aim of this study was to find an optimal range of technical parameters that would allow, from a clinical-surgical point of view, a consistently good picture quality, while also saving the maximum radiation dose possible for the patient. Using three human head phantoms, 178 – 183 CT-images per head were made with varying voltage, current (= all together 46 different CTDI-values) and reconstruction algorithms, keeping constant section thickness and pitch. The blinding element of the study was achieved by anonymising and randomising the data records. In total, 14 anatomical structures in each picture were evaluated with grades 1 = very good to see, 2 = good to see, 3 = bad to see and, 4 = not to see. These structures were the following: the bony margin of maxillary sinus, the bony margin of the infraorbital nerve, the os turbinale of the inferior nasal concha, the uncinate process, the lamina papyracea on a level with uncinate process and on a level with anterior ethmoidal artery, the anterior ethmoidal artery, the lateral lamina of the olfactory fossa, the cribriform plate, the bony canal of the optic nerve, the canal of the Vidian nerve, the foramen rotundum, the bony canal of the internal carotid artery and the posterior wall of frontal sinus. In order to achieve a satisfactory image quality, the mean value including the standard deviation was set constantly at ≤ 2,0 in grading. As a result, a strong dosage-dependency of the presentability of anatomical structures could be shown. The higher the dosage was, the better the evaluation. But there were differences. Stable structures, such as the frontal sinus, the maxillary sinus or the carotid artery, were more dosage-independent whereas fine, thin structures, such as the os turbinale, the lamina papyracea or the canal of the Vidian nerve, were strongly dosage-dependent. Concerning the reconstruction algorithms, our results showed that the lower the kernel, the better the picture quality and grade in the low-dose-area were. Kernel H47f/s and H50f/s were the best adjustments, in which good images were generated at a CTDI-value of 2.0 – 2.5 mGy. Independent of the kernel, a CTDI-area of 3.5 – 4.5 mGy could be established as the optimal range, in which a clinically satisfactory, good image quality exists even for fine anatomical structures, while ensuring a low radiation dose for the patient. For clinical practical work these results consist of a dose reduction of at least 50 % compared to the current diagnostic reference value of 9 mGy. These findings are consistent with fundamental studies carried out by other research groups. The dosage range of the kernel proposed in this paper should now be further evaluated in the clinic and verified through follow-up studies. Starting points for further research are the evaluation of using smooth kernel as well as working with a higher layer of thickness in the CT of the nose and the paranasal sinuses. CT 2015-12-08 Medizin German Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg Universitätsbibliothek Marburg