Patienten-adaptierte Schwellwerteinstellungen für optimalen Jodkontrast in einem photonenzählenden Ganzkörper-CT

Zielsetzung:

Zielsetzung: Der Prototyp eines photonenzählenden Computertomographen (SOMATOM CounT, Siemens Healthineers, Forchheim) erlaubt neben dem Zählen einzelner Röntgenphotonen die Akquisition von zwei Energiebins. Deren Breite und Lage im Bezug zum emittierten Röntgenspektrum kann durch einen entsprechenden Schwellwert ab 50 keV frei gewählt werden. Die Abhängigkeit des Jod-Wasser Kontrast-zu-Rauschverhältnisses (CNR) in Abhängigkeit dieses Schwellwertes sowie als Funktion von Patientengröße und Röhrenspannung soll hierin untersucht werden.

Material und Methoden:

Anthropomorphe Phantome (Thorax, Abdomen) unterschiedlicher Größen (S, L, XL) bestückt mit Jodeinsätzen verschiedener Konzentrationen (5 mg/mL – 30 mg/mL) werden bei Spannungen von 100 kV, 120 kV und 140 kV gemessen. Dabei wird der Schwellwert in Schritten von 10 keV zwischen einschließlich 50 keV und 90 keV variiert. Eine statistisch optimale Gewichtung der akquirierten spektralen Informationen wird errechnet und das Jod-Wasser CNR ausgewertet. Die Ergebnisse werden gegen Messungen mit einem herkömmlichen energieintegrierenden Detektor bei gleicher Dosis verglichen.

Ergebnisse:

Je nach Wahl des Schwellwertes variiert das messbare CNR für eine spezifische Kombination von Phantom und Röhrenspannung um bis zu 10%. Generell nimmt das CNR mit steigendem Schwellwert ab. D.h. optimales CNR wird bei jeder Konfiguration von Phantomgröße und Schwellwert bei 50 keV erreicht. Im Fall des S-Phantoms kann ein minimales/maximales CNR von 31/33 (100 kV), 33/36 (120 kV) und 36/38 (140 kV) erreicht werden. Im Fall des L-Phantoms ergeben sich 20/21 (100 kV), 21/23 (120 kV), 23/25 (149 kV) und für das XL-Phantom 13/14 (100 kV), 14/15 (120 kV) und 15/15 (140 kV). Einen Schwellwert von 50 keV vorausgesetzt ist das CNR im Vergleich zu Messungen eines herkömmlichen Energie-integrierenden Detektors um bis zu 26% höher.

Schlussfolgerungen:

Der bei der Bildakquisition verwendete Schwellwert sollte, unabhängig von der Patientengröße und gewählten Röhrenspannung, zu 50 keV gewählt werden.