Phantomuntersuchung zur Strahlendosisreduktion mittels neuer, auf Nadelstruktur basierender Speicherfolienradiografie und Zusatzfilterung in der Thoraxradiografie bei Jugendlichen und größeren Kindern

Zusammenfassung

Ziel: Wie weit kann mittels auf Nadelstruktur basierender Speicherfolienradiografie (NIP) und Zusatzfilterung die Strahlendosis bei Thoraxaufnahmen an Jugendlichen und größeren Kindern gesenkt werden? Material und Methoden: Ein Thoraxphantom mit typischen anatomischen Strukturen, pathologischen Befunden entsprechenden Veränderungen, extern angebrachten Kathetern sowie Imitation von Rundherden, Tumoren und Verkalkungen wurde p.a. ohne und mit Zusatzfiltern digital (DX-S, Agfa HealthCare) geröntgt. Bei konstanter Spannung wurde das mAs-Produkt stufenweise gesenkt und dabei neben dem LgM-Wert die Eintrittsdosis (ED) und das Dosis-Flächen-Produkt (DFP) mittels Halbleiterdetektor des Dosimax und Kerma X-plus (beides Wellhöfer) ermittelt. 5 Untersucher beurteilten die Aufnahmen nach charakteristischen Bildmerkmalen, kritischen Strukturen, pathologischen Befunden und Erkennbarkeit der Katheter. Ergebnisse: Die ED der digitalen Thoraxaufnahme p. a. mit 115 kV und 0,71 mAs betrug 27 µGy, das DFP 3,6 µGy × m², der LgM-Wert 1,56. Diese Ausgangsaufnahme war sehr gut beurteilbar und entspricht den ärztlichen Qualitätsanforderungen. Mit dem Zusatzfilter Al 1,0 mm/Cu 0,1 mm waren die dosisgeminderten Thoraxaufnahmen bis zu 63 % der Ausgangsdosis als ausreichend beurteilbar eingeschätzt worden, mit dem Zusatzfilter Al 1,0 mm/Cu 0,2 mm bis zu 50 % (0,52 mAs, DFP 1,82 µGy × m², LgM 1,35). P. a. Aufnahmen könnten deshalb bei 115 kV mit 0,52 mAs geröntgt werden. Schlussfolgerung: Aufgrund unserer Phantomuntersuchung kann mittels NIP-Speicherfolien die Röntgendosis bei Thoraxaufnahmen an Jugendlichen und großen Kindern unter Einsatz des Zusatzfilters Al 1,0 mm/Cu 0,2 mm deutlich gesenkt werden. Für die häufigen Fragestellungen nach Pneumothorax, Emphysem, freier subphrenischer Luft, Verlaufskontrolle von Pneumonien, Plattenatelektasen oder Minderbelüftung könnten die Thoraxaufnahmen mit dieser reduzierten Dosis aufgenommen werden.

Abstract

Purpose: How much can the radiation dose be reduced in thoracic radiography on adolescents and larger children by using needle screen storage phosphor (NIP) radiography and add beam filtration? Materials and Methods: A chest phantom with typical anatomical structures, pathological findings, added catheters, and simulated nodules, tumors, and calcifications was X-rayed digitally (DX-S, Agfa HealthCare) in posterior-anterior (p. a.) orientation with and without add beam filter. While keeping the voltage constant, the tube current time product was reduced gradually. In addition to LgM, the surface entrance dose (ED) and the dose area product (DAP) were measured by the Dosimax sensor and Kerma X-plus (both Wellhoefer). Five investigators evaluated the images for characteristics and critical features, pathological findings, and catheter recognizability. Results: The ED of the digital chest radiogram p. a. with 115 kV and 0.71 mAs was 27 µGy, the DAP 3.6 µGy × m², the LgM value 1.56. This initial radiogram was able to be evaluated very well and conforms to the quality guidelines. The dose-reduced chest radiograms with the add beam filter Al 1.0 mm/Cu 0.1 mm were evaluated as sufficiently reduced to a dose of 63 % of the initial dose, with the add beam filter Al 1.0 mm/Cu 0.2 mm reduced to 50 % (0.52 mAs, DAP 1.82 µGy × m², LgM 1.35). P. a. radiograms were able to be X-rayed on 115 kV with 0.52 mAs. Conclusion: Using needle screen storage phosphor radiography and add beam filter Al 1.0 mm/Cu 0.2 mm, the radiation dose in digital thoracic radiography on adolescents and larger children can be significantly reduced due to our phantom examination. With respect to pneumothorax, emphysema, subphrenical air, and controls of pneumonia, atelectasis, or dystelectasis, the chest radiograms were able to be X-rayed with this minimized dose.

Key words

digital radiography - thorax - filters, radiographic - storage phosphor radiography - needle image plate - dose reduction

Literatur

• 1 Körner M, Wirth S, Treitl M. et al . Initial Clinical Results with a New Needle Screen Storage Phosphor System in Chest Radiograms.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177 1491-1496
• 2 Fasbender R, Schaetzing R. Neue CR-Technologien für die digitale Radiographie.  Radiologe. 2003;  43 367-373
• 3 Puig S. Die digitale Thoraxradiographie beim pädiatrischen Patienten.  Radiologe. 2003;  43 1045-1050
• 4 Jung H. Strahlenrisiko.  Fortschr Röntgenstr. 1995;  162 91-98
• 5 Rapp-Bernhardt U, Bernhardt T M, Lenzen H. et al . Experimental evaluation of a portable indirect flat-panel detector for the pediatric chest: comparison with storage phosphor radiography at different exposures by using a chest phantom.  Radiology. 2005;  237 485-491
• 6 Redlich U, Reißberg S, Hoeschen C. et al . Thoraxübersichtsaufnahme: ROC-Phantomstudie an vier verschiedenen digitalen und einem konventionellen Röntgenaufnahmesystem.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 38-45
• 7 Herrmann A, Bonel H, Stabler A. et al . Chest imaging with flat-panel detector at low and standard doses: comparison with storage phosphor technology in normal patients.  Eur Radiol. 2002;  12 385-390
• 8 Lehnert T, Wohlers J, Streng W. et al . Dosisvariation mit einem direkten Selen-Flachbilddetektor - Eine Studie zur Dosisreduktion bis an die Grenzen der diagnostischen Verwertbarkeit.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 278-286
• 9 Rapp-Bernhardt U, Roehl F W, Esseling R. et al . Portable flat-panel detector for low-dose imaging in a pediatric intensive care unit: comparison with an asymmetric film-screen system.  Invest Radiol. 2005;  40 736-741
• 10 Strotzer M, Volk M, Frund R. et al . Routine chest radiography using a flat-panel detector: image quality at standard detector dose and 33 % dose reduction.  Am J Roentgenol. 2002;  178 169-171
• 11 Körner M, Treitl M, Schaetzing R. et al . Depiction of low-contrast detail in digital radiography: comparison of powder- and needle-structured storage phosphor systems.  Invest Radiol. 2006;  41 593-599
• 12 Heyne J P, Merbold H, Sehner J. et al . Reduktion der Strahlendosis mittels Speicherfolienradiografie im Vergleich zum konventionellen Film-Folien-System mit Rasterkassette am Schädelphantom.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  171 54-59
• 13 Heyne J P, Merbold H, Sehner J. et al . Reduktion der Strahlendosis mittels Speicherfolienradiografie am Handphantom.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  172 386-390
• 14 Heyne J P, Sehner J, Neumann R. et al . Reduktion der Strahlenexposition mittels Speicherfolienradiografie an Becken und Lendenwirbelsäule.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 104-111
• 15 Busch H P, Klose K J, Braunschweig R. et al . Digitale Radiographie - Ergebnisse einer Anwenderumfrage (Teil A) und einer Konsensuskonferenz (Teil B).  Akt Radiol. 1997;  7 56-63
• 16 Busch H P, Faulkner K. Image quality and dose management in digital radiography: a new paradigm for optimisation.  Radiat Prot Dosimetry. 2005;  117 143-147
• 17 Leitlinien der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung in der Röntgendiagnostik.  Deutsches Ärzteblatt. 1995;  92 A 2272-2285
• 18 Launders J H, Cowen A R, Bury R F. et al . Towards image quality, beam energy and effective dose optimisation in digital thoracic radiography.  Eur Radiol. 2001;  11 870-875
• 19 Hamer O W, Sirlin C B, Strotzer M. et al . Chest Radiography with a Flat-Panel Detector: Image Quality with Dose Reduction after Copper Filtration.  Radiology. 2005;  237 691-700
• 20 Uffmann M, Neitzel U, Prokop M. et al . Flat-panel-detector chest radiography: effect of tube voltage on image quality.  Radiology. 2005;  235 642-650
• 21 Dobbins 3 rd J T, Samei E, Chotas H G. et al . Chest radiography: optimization of X-ray spectrum for cesium iodide-amorphous silicon flat-panel detector.  Radiology. 2003;  226 221-230
• 22 Uffmann M, Prokop M, Eisenhuber E. et al . Computed radiography and direct radiography: influence of acquisition dose on the detection of simulated lung lesions.  Invest Radiol. 2005;  40 249-256
• 23 Holzer Z, Heise U, Monnin P. et al . Kupferfilter in pädiatrischer digitaler Bildgebung - Einfluß auf Bildqualität und Dosis.  Radiologe. 2006;  46 726