Dosisreduktion und Bildqualität in der MDCT des Oberbauchs: Potenzial eines adaptiven Nachverarbeitungsfilters

Zusammenfassung

Ziel: Auswirkungen eines 2-D, nicht linearen adaptiven Nachverarbeitungsfilters (2-D-NLAF) auf die subjektive Bildqualität bei dosisreduzierten Multidetektor-CT(MDCT)-Protokollen sollten an einem Oberbauchphantom evaluiert werden. Material und Methoden: Mittels eines anthropomorphen Phantoms (CIRS, Norfolk, USA) wurde die Oberbauch-MDCT an einem 64-Zeilen-CT simuliert. Bei konstanter Kollimation (64 × 0,6 mm) und Pitch (p = 1) wurde die CT durch Variation von Röhrenstromzeitprodukt (100 – 500 mAs) und Röhrenspannung (80 – 140 KV) mit Hochdosis- (CTDI > 20), Mitteldosis- (CTDI 10 – 20) und Niedrigdosisprotokollen (CTDI < 10) durchgeführt. Vier unabhängige, geblindete Radiologen evaluierten axiale 7 und 3 mm dicke Bilder hinsichtlich der Darstellung „mesenterialer Niedrigkontrastläsionen”, „Lebervenen”, „Leberzysten”, „Nierenzysten” und „großer Gefäße”. Die subjektive Bildqualität der Originalbilder sowie der mittels eines 2-D-NLAF (SharpViewCT, Linköping, Schweden) bearbeiteten Bilder wurde auf einer 5-Punkt-Skala („1” nicht sichtbar bis „5” exzellent) bewertet und statistisch verglichen. Die effektive Dosis (E) wurde mittels kommerzieller Software (CT-EXPO) abgeschätzt. Ergebnisse: Der 2-D-NLAF führte in allen Dosisprotokollgruppen zu einer signifikanten Verbesserung der subjektiven Bildqualität sämtlicher Läsionen (p < 0,01), insbesondere bei Protokollen mittlerer (E: 5 – 8 mSv) und niedriger (E: 1 – 5 mSv) Dosis. Ein maximaler Effekt zeigte sich in Mitteldosisprotokollen für Niedrigkontrastläsionen (Score „3,3” mit Filter versus „2,5” ohne Filter) und Lebervenen („4,5” versus „3,9”). Schlussfolgerung: Die Phantomstudie deutet ein Potenzial zur Dosisreduktion in der MDCT des Oberbauchs von bis zu 50 % durch die Anwendung eines 2-D-NLAF an, welches durch klinische Studien weiter untersucht werden sollte.

Abstract

Purpose: To evaluate the effects of a 2D non-linear adaptive post-processing filter (2D-NLAF) on image quality in dose-reduced multi-detector CT (MDCT) of the upper abdomen. Materials and Methods: MDCT of the upper abdomen was simulated on a 64-slice scanner using a multi-modal anthropomorphic phantom (CIRS, Norfolk, USA). While keeping the collimation (64 × 0.6 mm) and pitch (p = 1) unchanged, the tube current (100 – 500 mAs) and tube potential (80 – 140 kVp) were varied to perform MDCT as high dose (CTDI > 20), middle dose (CTDI 10 – 20) and low dose (CTDI < 10) level protocols. Four independent blinded radiologists evaluated axial images with a thickness of 7 and 3 mm with respect to the presentation of ”mesenteric low contrast lesions”, ”liver veins”, ”liver cysts”, ”renal cysts” and ”big vessels”. The subjective image quality of original data and post-processed images using a 2D-NLAF (SharpViewCT, Linköping, Sweden) was graded on a 5-point scale (from ”1” not visible to ”5” excellent) and statistically analyzed. The effective dose (E) was estimated using commercial software (CT-EXPO). Results: For all protocol groups, 2D-NLAF led to a significant improvement in subjective image quality for all examined lesions (p < 0.01), particularly at the protocols of middle dose (E: 5 – 8 mSv) and low dose level (E: 1 – 5 mSv). A maximum effect was seen in middle dose protocols for ”low contrast lesions” (score ”3.3” with filter versus ”2.5” without) and ”liver veins” (”4.5” versus ”3.9”). Conclusion: The phantom study indicates a potential dose reduction of up to 50 % in MDCT of the upper abdomen by use of a 2D-NLAF, which should be further examined in clinical trails.

Key words

dose reduction - CT - abdomen - filter - image quality - post-processing

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