Strahlenexposition bei der 3D-Rotationsangiographie des Schädels

Zusammenfassung

Ziel: Ermittlung und Vergleich der Strahlenexposition der Patienten bei Schädeluntersuchungen mit der unsubtrahierten 3D-Rotationsangiographie (3D-RA) und der 2D-digitalen Subtraktionsangiographie (2D-DSA). Material und Methoden: Die Messungen erfolgten mit dem Kopf eines Alderson-Phantoms bei der 3D-RA und bei der 2D-DSA in p. a. und lateraler Projektion an einem Angiographiegerät Innova 4100 mit Flachdetektor der Firma GE Healthcare. Das Phantom zur Messung von Organdosen war mit 45 Thermolumineszenzdosimetern vom Typ TLD 100H der Firma Harshaw bestückt. Aus dem zusätzlich aufgezeichneten Dosisflächenprodukt wurde mithilfe des Monte-Carlo-Programms PCXMC die Effektive Dosis berechnet. Ergebnisse: Für eine biplane DSA-Aufnahmeserie (in lateraler und p. a. Projektion) waren die Organdosen etwa 4- bis 5-mal größer und die Effektive Dosis war etwa 4-mal größer als die Werte der 3D-RA, obwohl die Bildanzahl beider DSA-Serien nur etwa halb so groß wie die bei der 3D-RA war. Schlussfolgerung: Die Strahlenexposition der unsubtrahierten 3D-RA mit einem digitalen Flachdetektor ist signifikant geringer als die biplaner DSA-Aufnahmen. Somit kann durch die Anwendung der 3D-RA anstelle biplaner DSA-Aufnahmen die Strahlenexposition der Patienten bei neuroradiologischen Untersuchungen reduziert werden.

Abstract

Purpose: Determination and comparison of radiation exposure for examinations of the skull with unsubtracted 3D Rotational Angiography (3D RA) and 2D Digital Subtraction Angiography (2D DSA). Materials and Methods: Measurements were carried out with a skull of an Alderson phantom for 3D RA and for 2D DSA in p. a. and lateral projections using an Innova 4100 angiography system with a digital flat panel detector from GE Healthcare. 45 thermoluminescent dosimeters TLD 100H from Harshaw were placed inside the phantom to measure organ doses. In addition the dose area product was recorded and the effective dose was calculated using the Monte Carlo program PCXMC. Results: For a biplanar DSA run (lateral and p. a. projection), the organ doses were 4 to 5 times higher and the effective dose was 4 times higher than for a 3D RA even though the number of images for the two DSA runs was only half of that for 3D RA. Conclusion: The radiation exposure for unsubtracted 3D RA using a flat panel detector is significantly lower than for biplanar DSA. Using 3D RA in place of 2D DSA can reduce the radiation exposure of patients in neuroradiology procedures.

Key words

Radiation exposure - rotational angiography - digital subtraction angiography - flat panel detector - organ dose - effective dose

Literatur

• 1 Schulz R F. Digitale Detektorsysteme für die Projektionsradiographie.  Fortschr Röntgenstr. 2001;  173 1137-1146
• 2 Strotzer M, Gmeinwieser J, Völk M. et al . Digitale Flachbilddetektortechnik basierend auf Cäsiumjodid und amorphem Silizium: Experimentelle Untersuchungen und erste klinische Ergebnisse.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  170 66-72
• 3 Zähringer M, Kamm K F, Krug B. et al . Vergleich der digitalen Flachdetektorradiographie mit der digitalen Lumineszenzradiographie bei Urogrammen.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 625-630
• 4 Busch H P, Busch S, Decker C. et al . Bildqualität und Dosis in der Digitalen Projektionsradiographie.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 32-37
• 5 Meier S, Mildenberger P, Oberholzer K. et al . Experimentelle In-vitro-Studie zur Evaluierung eines elektronischen Detektors für die digitale Radiographie.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 875-879
• 6 Suzuki S, Furui S, Kobayashi I. et al . Radiation Dose to Patients and Radiologists During Transcatheter Arterial Embolization: Comparison of a Digital Flat-Panel System and Conventional Unit.  AJR. 2005;  185 855-859
• 7 Biederer J, Link J, Peter D. et al . Digital subtrahierte Rotationsangiographie von Karotis-Bifurkationsstenosen.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  171 283-289
• 8 Bucek R A, Reiter M, Dirisamer A. et al . Dreidimensionale digitale Rotationsangiographie in der Embolisationtherapie von Uterusmyomen: Erste Erfahrungen.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 1001-1004
• 9 Elgersma O EH, Buijs P C, Wüst A F J. et al . Maximum Internal Carotid Arterial Stenosis: Assessment with Rotational Angiography versus Conventional Intraarterial Digital Subtraction Angiography.  Radiology. 1999;  213 777-783
• 10 Anxionnat R, Bracard S, Ducrocq X. et al . Intracranial Aneurysms: Clinical Value of 3D Digital Subtraction Angiography in the Therapeutic Decision and Endovascular Treatment.  Radiology. 2001;  218 799-808
• 11 Abe T, Hirohata M, Tanaka N. et al . Clinical Benefit of Rotational 3D Angiography in Endovascular Treatment of Ruptured Cerebral Aneurysm.  AJNR. 2002;  23 686-688
• 12 Hochmut A, Spetzger U, Schumacher M. Comparison of Three-Dimensional Rotational Angiography with Digital Subtraction Angiography in the Assessment of Ruptured Cerebral Aneurysms.  AJNR. 2002;  23 1199-1205
• 13 Sugahara T, Korogi Y, Nakashima K. et al . Comparison of 2D and 3D Digital Subtraction Angiography in Evaluation of Intracranial Aneurysms.  AJNR. 2002;  23 1545-1552
• 14 Hirai T, Korogi Y, Suginohara K. et al . Clinical Usefulness of Unsubtracted 3D Digital Angiography Compared with Rotational Digital Angiography in the Pretreatment Evaluation of Intracranial Aneurysms.  AJNR. 2003;  24 1067-1074
• 15 Tapiovaara M, Lakkisto M, Servomaa A. A PC-based Monte Carlo program for calculating patient doses in medical x-ray examinations. STUK-A139 Helsinki, Finnland; Finnish Centre For Radiation And Nuclear Safty 1997
• 16 International Commission on Radiological Protection (ICRP) .1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication Oxford, UK; Pergamon Press 1991 60
• 17 Gkanatsios N A, Huda W, Peters K R. Adult patient doses in interventional neuroradiology.  Med Phys. 2002;  29 717-723
• 18 Kemerink G J, Frantzen M J, Oei K. et al . Patient and occupational dose in neurointerventional procedures.  Neuroradiology. 2002;  44 522-528
• 19 O’Dea T J, Geise R A, Ritenour E R. The potential for radiation-induced skin damage in interventional neuroradiological procedures: A review of 522 cases using automated dosimetry.  Med Phys. 1999;  26 2027-2033
• 20 Norbash A M, Busik D, Marks M P. Techniques for Reducing Interventional Neuroradiologic Skin Dose: Tube Position Rotation and Supplemental Beam Filtration.  AJNR. 1996;  17 41-49
• 21 Wank I, Ewen K. Reduzierung der Strahlenexposition für Patienten und Personal bei radiologischen Interventionen am Beispiel der Coilembolisation.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 103-108
• 22 Schueler B A, Kallmes D F, Cloft H J. 3D Cerebral Angiography: Radiation Dose Comparison with Digital Subtraction Angiography.  AJNR. 2005;  26 1898-1901