Analyse des Einflusses der Dosisreduktion auf die Bildqualität in der Darstellung der Nase und Nasennebenhöhlen in der täglichen Routine

Die Digitale Volumentomografie (DVT) hat im letzten Jahrzehnt erheblich an Bedeutung gewonnen. Neben der CT stellt sie heute die wichtigste bildgebende Methode der präoperativen Diagnostik und Verlaufskontrolle dar. Sie wird angewandt, um Aufschluss über die Anatomie der Nase und Nasennebenhöhlen...

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Main Author: Leicht, Julia
Contributors: Güldner, Christian (PD Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2017
Medizin
Subjects:
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Description
Summary:Die Digitale Volumentomografie (DVT) hat im letzten Jahrzehnt erheblich an Bedeutung gewonnen. Neben der CT stellt sie heute die wichtigste bildgebende Methode der präoperativen Diagnostik und Verlaufskontrolle dar. Sie wird angewandt, um Aufschluss über die Anatomie der Nase und Nasennebenhöhlen (NNH), der vorderen Schädelgrube, der Laterobasis, des Temporalknochens und der Gehörknöchelchen zu geben und dementsprechend mögliche intraoperative Risiken zu minimieren (Stuck et al. 2012, Bremke et al. 2009a, Kontorinis et al. 2011, Kontorinis et al. 2012). Die seit dem Jahr 1998 stetig weiterentwickelte DVT-Technologie erfasst anders als die CT eine zu untersuchende Region in nur einem Umlauf (Schwenzer and Ehrenfeld 2010) und ermöglicht mittels geringer Schichtdicke von bis zu 0,125 mm eine gute Raumdarstellung (CV Dalchow et al. 2006). Aus den zylindrischen Volumen der Bilddatensätze lassen sich Schnittbilder der drei verschiedenen orthogonalen Ebenencoronar, sagittal und axial - rekonstruieren sowie kleinste knöcherne Strukturen darstellen (Pasler 2008). Nach der Leitlinie des Strahlenschutzes sowie der Röntgenverordnung muss jede Durchführung einer Bildgebung stets mit der kleinstmöglichen Strahlendosis und zugleich suffizienten Bildqualität nach dem ALARA-Prinzip erfolgen (Strahlenschutz 2008). Um diesen Vorschriften gerecht zu werden, wurden in einer vorangegangenen Studie bereits entsprechende DVT-Untersuchungen an einem Phantomschädel sowie an drei humanen Ganzkopfpräparaten durchgeführt. Für die NNH konnte ein Optimierungsbereich von 2,0 - 3,0 mGy applizierter Strahlendosis und für das Felsenbein von 3,0 - 4,0 mGy als optimal ermittelt werden (Bitterwolf et al. 2013). Zusätzlich wurde in weiteren Untersuchungen nachgewiesen, dass durch Änderung des Rotationswinkels von 360° zu 180° eine Dosisreduktion von 50 % möglich ist und bei niedriger Strahlenexposition die Bildqualität dennoch ausreichend bleibt. Auf Basis dieser Untersuchungen wurden daher die Einstellungen der DVT-Röhrenparameter von „4 mA; 84 kV; 180°; ! CTDI = 2,4mGy“ für den klinischen Alltag neu festgelegt (Güldner et al. 2012a). Allerdings konnte bisher der Zusammenhang zwischen dem idealen Verhältnis von minimaler Strahlendosis und bestmöglicher Bildqualität mittels DVT nicht abschließend geklärt werden, da Serienuntersuchungen mit Verwendung von Röntgenstrahlung an lebenden Patienten aus ethischen und strahlenrechtlichen Vorschriften nicht zulässig sind (Bitterwolf et al. 2013). Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Bildqualität von 165 Bilddatensätzen (i.F. Gruppe 1), aufgenommen mit den bisherigen Standardeinstellungen der DVTRöhrenparameter (Durchschnittswerte: 5 mA; 88 kV; 360°; ! CTDI 6,6 mGy), mit der Bildqualität von 151 Bilddatensätzen (i.F. Gruppe 2), nach den neu festgelegten Standardeinstellungen (Durchschnittswerte: 4 mA; 85 kV; 180°; !CTDI 2,9 mGy) für die Anwendung im klinischen Alltag zu untersuchen, entsprechend zu bewerten und eine Äquivalenz der Beurteilbarkeit trotz Dosisunterschied zu beweisen. Somit soll eine wissenschaftliche Grundlage für die Praxisanwendung der dosisoptimierten Protokolle der DVT geschaffen werden. Die Qualität der Bilddatensätze beider Gruppen wurde anhand von 17 (davon 16 paarig angelegten) anatomischen Strukturen, welche wichtige chirurgische Landmarken darstellen, analysiert und entsprechenden Notenkategorien zugeordnet. Die Bewertung erfolgte nach dem Schulnotenprinzip: Note 1 - sehr gut beurteilbar; Note 2 - gut beurteilbar; Note 3 - schlecht beurteilbar; Note 4 - Beurteilung nicht möglich. Die Aufsummierung dieser Notenwerte ergab einen Mittelwert-gesamt von 33 Punkten für die bestmöglichste Bildqualität (Note 1) und einen Mittelwert-gesamt von 132 Punkten für die schlechtmöglichste Bildqualität (Note 4). Um einen denkbaren Einfluss von Pathologien der Nase und NNH auf die Bildqualität feststellen zu können, wurden die Bilddatensätze zusätzlich nach dem Lund-Mackay Score bewertet. Diese Kategorisierung richtet sich nach dem Maß der radiologischen Verschattung. Infolge dieser Untersuchungen konnte ein signifikanter Unterschied (p 0,001) in der Beurteilung der anatomischen Strukturen zwischen Gruppe 1 und Gruppe 2 festgestellt werden. Entgegen den Erwartungen zeigen die Ergebnisse eine bessere Bildqualität mit den neu festgelegten DVT-Röhrenparametern. Das kann auf den Einfluss von vermehrt auftretenden Artefakten bei einer höheren Strahlendosis zurückgeführt werden. Zudem wurde der Rotationswinkels von 360° auf 180° und damit die Aufnahmezeit um 8,5 sec. reduziert. Daraus folgt, dass sich bei Gruppe 1 durch vermehrt auftretende Bewegungsartefakte die Bildqualität verschlechtert. Die anatomischen Strukturen wurden sowohl in Gruppe 1 als auch in Gruppe 2 stets sehr gut bis gut dargestellt. Zusätzlich wurde eine gering negative Korrelation (r = 0,382) der Pathologien der NNH auf die Bildqualität nachgewiesen. Die Auswertung der Ergebnisse weist eine ausreichend wissenschaftlich überprüfte Grundlage für die Praxisanwendung der dosisoptimierten Protokolle der DVT nach. Demzufolge sind die neuen Standardeinstellungen der DVT-Röhrenparameter weiterhin zu empfehlen und analog dem ALARA-Prinzip in der Praxis anzuwenden. Über die Ergebnisse dieser Arbeit hinaus liegen jedoch derzeit noch keine diagnostischen Referenzwerte für die applizierte Strahlendosis der DVT vor (i.d.R. jährlich herausgegeben durch das Bundesamt für Strahlenschutz). Um entsprechende Referenzwerte zu entwickeln und optimal anzupassen, sollten in der Zukunft in diesem Bereich weitere Studien durchgeführt werden.
Physical Description:166 Pages
DOI:https://doi.org/10.17192/z2017.0258