Brennpunkt Bildgebung

Dosisreduktion bei CT Untersuchungen

Im letzten Jahrzehnt hat es große Fortschritte im Bereich der Dosisreduktion bei Computertomografie-Untersuchungen gegeben. Bedingt waren diese vor allem durch Entwicklungen bei der CT Hardware, Bildverarbeitungssoftware, und durch die Entwicklung von ALARA (As Low As Reasonably Achievable) Untersuchungsprotokollen, als auch durch internationale Harmonisierungs- und Standardisierungsbestrebungen. Es bleibt jedoch die Frage, ob dies ausreichend ist bzw. was getan werden kann, um die Dosis bei CT Untersuchungen noch weiter zu optimieren.

Prof. Erich Sorantin von der Klinischen Abteilung für Kinderradiologie an der...
Prof. Erich Sorantin von der Klinischen Abteilung für Kinderradiologie an der Medizinischen Universität in Graz.
Quelle: Prof. Erich Sorantin.

Eine Antwort versucht man am diesjährigen European Congress of Radiology zu finden, der zur Zeit noch bis 6. März in Wien stattfindet, wenn derzeitige Dosisoptimierungstechniken und die Herausforderungen ihrer Implementierung diskutiert werden. Prof. Erich Sorantin von der Klinischen Abteilung für Kinderradiologie an der Medizinischen Universität in Graz glaubt, dass fehlende Organisation innerhalb eines radiologischen Departments unter anderem ein Grund sein kann, warum indikationsbasierte CT Protokolle oder standardisierte Niedrig-Dosis CT Protokolle nicht implementiert werden.

Neue Herangehensweise aus Graz

Er empfiehlt eine sogenannte „Halbe Schichtdicke“ Herangehensweise (half-slice thickness approach), welche in Graz vor rund einem Jahr eingeführt wurde. Diese basiert auf dem entgegengesetzten Verhältnis von Störsignalen und Röntgenröhrenstrom. Um dieselbe Bildqualität bei halber Schichtdicke bewahren zu können, muss die doppelte Dosis zum Einsatz gebracht werden.

Dieser Prozess wird nun umgekehrt. Nach einer Untersuchung berechnet ein Radiologietechnologe Schichten mit halber Dicke, bei welchen ein fortlaufend stärkeres Störsignal auftritt. Dann wird von einem Radiologen die Bildqualität überprüft, und wenn ausreichend, sollte die nächste ähnliche Untersuchung mit einer von Beginn an um 20% reduzierten Strahlendosis durchgeführt werden. Dieses Prozedere wird so lange durchgeführt, bis die diagnostische Bildqualität nicht mehr akzeptabel ist.

„Wenn eine Standard Untersuchung bei halber Schichtdicke rekonstruiert wird und die Bildqualität noch immer angemessen ist, dann ist die Menge an überflüssiger Strahlung im Bereich vom 100%“, erklärt Sorantin. „Der „half-slice thickness approach“ ist leicht durchzuführen und man benötigt keinerlei zusätzliches Equipment. Ein Team von klinischen Radiologen und Radiologietechnologen kann gemeinsam daran arbeiten, so die optimale Dosis für jede Untersuchung zu finden“.

Die Teams, welche bei den CT Herstellern für die klinische Anwendung ihrer Produkte zuständig sind, könnten auch mithelfen und Erfahrungen von Kunden weitergeben, die diese neue Herangehensweise schon erfolgreich umgesetzt haben. Auch wenn es nicht möglich ist, angepasste Protokolle von einem Scanner auf einen anderen zu übertragen, so ist es doch möglich, die algorithmische Herangehensweise von Anderen zu erlernen, so Sorantin weiter.

Herausforderung Kinderadiologie

Speziell in der Kinderradiologie ist der Optimierungsprozess deutlich schwieriger, da viele anatomische, physiologische und metabolische Unterschiede in die Parametereinstellung miteinbezogen werden müssen. Darüber hinaus ist die Strahlensensitivität bei Kindern, im Vergleich zu Erwachsenen, deutlich höher. Es gibt wissenschaftliche Beweise, dass die CT Dosis bei der Untersuchung von Kindern in speziell dafür eingerichteten kinderradiologischen Abteilungen niedriger ist, als in herkömmlichen Abteilungen. Daher sollten Kinder dort mit einem CT untersucht werden, wo optimierte Protokolle verfügbar sind und die klinische Konsequenz aus dem „half-slice thickness approach“ umgesetzt werden kann, so Sorantin.

Technischer Fortschritt entscheidend für weitere Reduktionen

Technische Schlüsselentwicklungen der letzten Jahre waren die automatische Röntgenröhrenstrom Modulation, Einstellungsmöglichkeiten bei der Röntgenröhrenspannung und die iterative Bildrekonstruktion. Darüber hinaus können neue Großvolumen Scanner mittlerweile mehr Körperfläche in kürzerer Zeit darstellen. Zusätzlich zu sehr schnellen Scanzeiten und dem erhöhten Umfang der anatomischen Abdeckung, können neue Dual Source Scanner mit zwei unterschiedlichen Röntgenröhrenspannungen scannen und somit mehr Optionen für eine bessere Gewebsunterscheidung und Differenzierung zur Verfügung stellen.

Hardware Entwicklungen werden entscheidend sein für die weitere Optimierung von CT Dosen. Neue Detektoren mit Photonenzählung erhöhen dramatisch die geometrische Effizienz, von derzeit 60% auf ein Ideal von nahe 100%. Diese Detektoren sind in der Lage, zwischen den Energieleveln der Photonen zu unterscheiden, die sie erreichen. Dies wird nicht nur Störsignale verbannen, sondern auch zu einer immensen Reduktion der Strahlendosis führen und zu einer Verbesserung des Kontrasts bei der Gewebsdarstellung.
„Die Hersteller sollten gelobt und belohnt werden für Ihren Einsatz und für die Entwicklung von dosisreduzierender Technologie. Das Anbieten dieser Technologien als optionale Extras ist allerdings eine schwierige Frage. Es gibt viele Zentren in Europa, die diese Technologien sofort einsetzen würden, allerdings fehlt es oft am Budget“, so Dr. Shane Foley von der Abteilung für diagnostische Bildgebung am School of Medicine des University College in Dublin/Irland.

Dem zum Trotz gilt unabhängig von der budgetären Situation einer Abteilung, dass das ALARA Prinzip immer angewendet werden muss, wenn mit niedrigerer Dosis akzeptable Bilder erstellt werden können. Im Februar 2018 wird hierzu eine Richtlinie der EU in Kraft treten, die das Verwenden von diagnostischen Referenzwerten zwingend vorschreibt.


Quelle: ESR

03.03.2016

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