Moderne digitale Radiografie der Ganzwirbelsäule bei Skoliose – Dosisreduktion und Qualitätskriterien

Zusammenfassung

Ziel: Indikationsspezifische Reduktion der Strahlenexposition bei der Projektionsradiografie der Gesamtwirbelsäule als eine häufig zu wiederholende Untersuchung bei Kindern und Jugendlichen sowie die Erarbeitung objektiver Kriterien für die Einschätzung der Beurteilbarkeit einer Röntgenaufnahme der Ganzwirbelsäule bei Skoliose.

Material und Methoden: In dieser prospektiv randomisierten Studie wurden 324 Projektionsradiografien der Gesamtwirbelsäule mit Standard- und 50 % reduzierter Dosis bei 323 Patienten durchgeführt. Vorausgehend wurde diese Zieldosisreduktion mittels einer experimentellen Pilotstudie an einem Alderson-Phantom erarbeitet. Die Beurteilung der experimentellen Aufnahmen und der Studienbilder erfolgte anhand folgender Kriterien: Endplatten (Cobb-Winkelbestimmung), Dornfortsätze (Rotation), laterale Wirbelkörperbegrenzung (Lateralisation), Identifikation von C7 / S1 (Lotbestimmung). Die Kriterien wurden von 2 Radiologen mit einem Score von 1 (vollständig beurteilbar) bis 4 (nicht beurteilbar) bewertet. Bewertung eines Einzelkriteriums ≥ 3 oder zweier Kriterien ≥ 2 resultierte in der Einschätzung „nicht beurteilbar“. Die statistische Auswertung erfolgt als Nichtunterlegenheitsanalyse.

Ergebnisse: 7 (2,4 %) von 290 in die Studie eingeschlossenen Röntgenaufnahmen waren nach oben genanntem Score nicht beurteilbar. Die mittels reduzierter Dosis durchgeführten Untersuchungen waren denen mit Standarddosis in der Nichtunterlegenheitsanalyse diagnostisch gleichwertig hinsichtlich der erarbeiteten Qualitätskriterien. Die Bewertung der Einzelkriterien war ebenfalls dosisunabhängig.

Schlussfolgerung: Bei Patienten mit Skoliose ist eine Reduktion der Strahlendosis bei Röntgenaufnahmen der Ganzwirbelsäule um 50 % ohne Reduktion der diagnostischen Aussagekraft möglich.

Abstract

Purpose: To reduce the radiation exposure of plain radiographs of the entire spine depending on specific indications, since these are frequently performed examinations of children and young adults with scoliosis and to determine objective quality control criteria to ensure accurate assessment.

Materials and Methods: In this prospective randomized study 323 patients underwent plain-radiography of the entire spine with standard and 50 % reduced dose. In an experimental pilot-study this target-dose was determined using an Alderson-Phantom. The evaluation of the experimental radiographs, as well as, the randomized plain-radiographs was conducted using the following criteria: endplates (Cobb-angle), spinal process and pedicel (rotation), lateral margin of the vertebral body (lateral alignment), identification of C7 / S1 (perpendicular). Two radiologists evaluated these criteria using a score ranging from 1 (definitely assessable) to 4 (not assessable). If one single criteria was evaluated with a score of 3 or more points or more than 2 criteria with 2 points, the radiograph was scored as “not assessable“. The statistical analysis was conducted as a non-inferiority-trial.

Results: Seven (2.4 %) of the 290 examined x-rays were scored as not assessable. There was no statistic inferiority between the examinations with standard or reduced dose, while singular assessment of the defined criteria was likewise dose-independent.

Conclusion: Plain-radiography of the total spine in patients with scoliosis can be performed with a dose reduction of 50 % without a loss of validity. The obtained quality control criteria were clinically applicable.

Key words

digital radiography - spine - dose reduction - quality management - scoliosis

• Literatur

• 1 Pin LH, Mo LY, Lin L et al. Early diagnosis of scoliosis based on school-screening. J Bone Joint Surg Am 1985; 67: 1202-1205
• 2 De Carvalho A, Vialle R, Thomsen L et al. Reliability analysis for manual measurement of coronal plane deformity in adolescent scoliosis. Are 30 × 90 cm plain films better then digitized small films?. Eur Spine J 2007; 16: 1615-1620
• 3 Doody MM, Lonstein JE, Stovall M et al. Breast cancer mortality after diagnostic radiography: findings from the U. S. Scoliosis Cohort Study. Spine 2000; 25: 2052-2063
• 4 Levy AR, Goldberg MS et al. Reducing the Lifetime Risk of Cancer from Spinal Radiographs among People with Adolescent Idiopathic Scoliosis. Spine 1996; 21: 1540-1548
• 5 Boice Jr JD, Preston D, Davis FG et al. Frequent chest X-ray fluoroscopy and breast cancer incidence among tuberculosis patients in Massachusetts. Radiat Res 1991; 125: 214-222
• 6 Ronckers CM, Doody MM, Lonstein JE et al. Multiple Diagnostic X-rays for Spine Deformities and Risk of Breast Cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2008; 17: 605-613
• 7 Bundesärztekammer. Leitlinie der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung in der Röntgendiagnostik. 23.11.2007
• 8 Busch HP, Busch S, Decker C et al. Bildqualität und Dosis in der Digitalen Projektionsradiographie. Fortschr Röntgenstr 2003; 175: 32-37
• 9 Reissberg S, Hoeschen C, Kästner A et al. Erste klinische Erfahrungen mit einem großformatigen Flächendetektorsystem bei Aufnahmen des peripheren Skelettsystems. Fortschr Röntgenstr 2001; 173: 1048-1052
• 10 Bundesamt für Strahlenschutz. Bekanntmachung der aktualisierten diagnostischen Referenzwerte für diagnostische und interventionelle Röntgenuntersuchungen. 22.06.2010
• 11 Shrimpton PC, Wall BF, Fisher ES. The tissue-equivalence of the Alderson Rando anthropomorphic phantom for X-rays of diagnostic qualities. Phys Med Biol 1981; 26: 133-139
• 12 Kröpil P, Fenk R, Fritz LB et al. Comparison of whole-body 64-slice multidetector computed tomography and conventional radiography in staging of multiple Myeloma. Eur Radiol 2008; 18: 51-58
• 13 Dunnet CW, Gent M. Significance testing to establish equivalence between treatments, with spezial reference to data in the form of 2×2 tables. Biometrics 1977; 33: 593-602
• 14 Farrington CP, Manning G. Test statistics and sample size formulae for comparative binominial trials with null hypothesis of non-zero risk difference or non-unity relative risk. Statistics in Medicine 1990; 9: 1447-1454
• 15 Landis JR, Koch GG. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics 1977; 33: 159-174
• 16 Grieser T, Baldauf AQ, Ludwig K. Radiation Dose Reduction in Scoliosis Patients: Low-Dose Full-Spine Radiography with Digital Flat Panel Detector and Image Stitching System. Fortschr Röntgenstr 2011; 183: 645-649
• 17 Schaefer J, Kluba T, Niemeyer T et al. Vergleich von konventioneller Wirbelsäulenganzaufnahme und fluoroskopischer Scan-Methode bei jungen Patienten mit idiopathischer Skoliose. Fortschr Röntgenstr 2005; 177: 1110-1115
• 18 Negrini S, Aulisa AG, Auslisa L et al. 2011 SOSORT Guidelines: Orthopaedic and Rehabilitation Treatment of Idiopathic Scoliosis During Growth. Scoliosis 2012; 7: 3
• 19 Lonstein JE, Carlson JM. The prediction of curve progression in untreated idiopathic scoliosis during growth. J Bone Joint Surg Am 1984; 66: 1061-1071