Bildqualität in der Multidetektor-CT der Nasennebenhöhlen: Potenzial zur Dosisreduktion bei Anwendung eines adaptiven Nachverarbeitungsfilters

Zusammenfassung

Ziel: Evaluation der subjektiven Bildqualität bei dosisreduzierter Multi-Detektor-CT (MDCT) der Nasennebenhöhlen (NNH) unter Verwendung eines nicht linearen adaptiven Nachverarbeitungsfilters (2-D-NLAF). Material und Methoden: Die MDCT der NNH wurde mit einem humanen Schädelphantom an einem Somatom Sensation Cardiac 64 (Siemens, Erlangen) simuliert. Bei konstanter Kollimation (64 × 0,6 mm) und Pitch (p = 1) wurden Röhrenstromstärke (50, 100, 200 mAs) und Röhrenspannung (80, 100, 120 kV) modifiziert. Als Dosisparameter diente der CTDI_vol. 4 unabhängige Radiologen evaluierten die Bildqualität von axialen 2 mm-Schichten sowie koronaren Reformationen hinsichtlich der Beurteilbarkeit von „Frakturen” und „Weichteilprozessen”. Die subjektive Bildqualität der Originalbilder sowie der mittels eines 2-D-NLAF (SharpViewCT®, Schweden) bearbeiteten Bilder wurde auf einer 5-Punkt-Skala („1” exzellent – „5” inadäquat) bewertet und statistisch verglichen. Ergebnisse: Im Vergleich zum Protokoll mit der besten Bildqualität (120 kV/ 200 mAs) führte der 2-D-NLAF bei 100 kV/ 100 mAs (Score „1,4” mit versus „2,2” ohne Filter) und 120 kV/ 50 mAs („1,6” versus „2,0”) zu einer signifikanten Verbesserung der subjektiven Bildqualität (p < 0,03), besonders für Hochkontraste („Frakturen”, p < 0,001). Bezogen auf „Weichteilprozesse” ergab der 2-D-NLAF eine Verbesserung von „2,1” auf „1,4” (p < 0,04) bei 100 kV/ 100 mAs. Bis zu einem CTDI_vol von 8 mGy ergab sich eine gute, bis 5 mGy eine diagnostische Bildqualität. Schlussfolgerung: Die Phantomstudie signalisiert ein Potenzial zur Dosisreduktion in der MDCT der NNH von bis zu 58 % im Vergleich zu einem Standarddosisprotokoll unter Anwendung eines 2-D-NLAF ohne wesentliche Einbußen in der Bildqualität. Der 2-D-NLAF ist insbesondere bei 100 kV/ 100 mAs und 120 kV/ 50 mAs wirksam.

Abstract

Purpose: Evaluation of subjective image quality in dose-reduced multi-detector CT (MDCT) of paranasal sinuses using a 2D non-linear adaptive post-processing filter (2D-NLAF). Materials and Methods: MDCT of paranasal sinuses was simulated using a human head phantom at a Somatom Sensation Cardiac 64 (Siemens, Erlangen). At constant collimation (64 × 0.6 mm) und pitch (p = 1), the tube current (50, 100, 200 mAs) and tube potential (80, 100, 120 kVp) were modified. The radiation exposure was represented by CTDIvol. Four independent blinded radiologists evaluated the image quality of axial 2 mm images and coronal reformations concerning the assessment of ”fractures” and ”soft tissue processes”. The subjective image quality of original and post-processed images using a 2D-NLAF (SharpViewCT®, Sweden) was graded on a 5-point scale (”1” excellent – ”5” not adequate) and compared. Results: Compared to the protocol with the best image quality (120kVp/ 200 mAs) 2D-NLAF led to a significant improvement in the subjective image quality at 100 kVp/ 100 mAs (score ”1.4” with filter versus ”2.2” without) and 120 kVp/ 50 mAs (”1.6” versus ”2.0”) (p < 0.03) particularly for high contrasts (”fractures”, p < 0.001). In ”soft tissue processes”, 2D-NLAF provided improved quality from ”2.1” to ”1.4” (p < 0.04) at 100 kVp/ 100 mAs. Down to a CTDIvol of 8 mGy, the image quality was rated ”good”, and down to 5 mGy ”diagnostic”. Conclusion: The phantom study indicates a dose reduction potential in MDCT of paranasal sinuses up to 58 % compared to a standard dose protocol using a 2D-NLAF without an essential loss of image quality. 2D-NLAF is particularly effective at 100 kVp/ 100 mAs and 120 kVp/ 50 mAs.

Key words

post-processing - filter - dose reduction - image quality - CT - paranasal sinuses

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