Stellenwert der applizierten Strahlendosis und neuer iterativer Rekonstruktionsverfahren auf die subjektive und objektive Bildqualität in der hoch-aufgelösten Computertomographie des Schläfenbeins

Abstract

Zielsetzung: Stellenwert des ADMIRE-Algorithmus in der Schläfenbein-CT hinsichtlich der subjektiven und objektiven Bildqualität und einer potentiellen Dosisreduktion im Vergleich zur FBP. Material und Methoden: An je drei Körperspendern wurden mit einem CT der dritten Generation Aufnahmen mit 44 verschiedenen Dosiskombinationen angefertigt. Die Bilder wurden mittels der FBP und ADMIRE Level A1-A5 rekonstruiert. Für die Beurteilung der objektiven Bildqualität wurden die SNR und die CNR aus den erhobenen Dichtewerten der hinteren Schädelgrube und der knöchernen Felsenbeinspitze für alle Rekonstruktionen errechnet. Anhand einer Fünf-Punkte-Likert-Skala erfolgte eine subjektive Bewertung von 16 anatomischen Strukturen des Schläfenbeins. Alle Variablen wurden mittels Shapiro-Wilk-Test auf Normalverteilung überprüft. Um einen Gruppenvergleich der Variablen durchführen zu können, wurden der t-Test und der Wilcoxon-Test angewandt. Zudem wurde eine Bonferroni-Korrektur des p-Wertes (korrigierter p-Wert 0,003) für jede Variable bei Mehrfachtest durchgeführt, um ein globales Signifikanzniveau von α= 0,05 gewährleisten zu können. Ergebnisse: Dosis: Die Erhöhung der Dosis (CTDI [mGy) führt zu einer Zunahme der subjektiven Bildqualität (p<0,001) und, mit Ausnahme der Variablen SNR der hinteren Schädelgrube in der FBP (p=0,530), gleichermaßen zu einer Steigerung der objektiven Bildqualität (HSG SD, FBS SD, SNR FBS, CNR) in der FBP und den fünf ADMIRE-Iterationsstufen (p<0,001). Objektive Bildqualität: Im Vergleich zu der FBP resultiert ADMIRE (Level A1 bis A5) signifikant in einer besseren objektiven Bildqualität. Mit jeder Erhöhung der Iterationsstufe nehmen das Bildrauschen ab und die SNR und CNR zu. Die beste objektive Bildqualität kann signifikant für das ADMIRE-Level A5 festgestellt werden (SNR HSG: M=0,23, SNR FSB: M=12,40, CNR: M=14,66). Subjektive Bildqualität: Im Vergleich zu der FBP resultiert ADMIRE (Level A1 bis A5) signifikant in einer besseren subjektiven Bildqualität. Die beste subjektive Bildqualität kann signifikant für das ADMIRE-Level A3 festgestellt werden (M=3,90). Klinischer Alltag: Für eine optimale subjektive Bildqualität sollte ADMIRE mit einem Iterationslevel A3 bei einem CTDI von 35 mGy verwendet werden. Im Hinblick auf die Dosisvorgaben seitens des Bundesamtes für Strahlenschutz kann unter Einhaltung des CTDI-Grenzwertes von 20mGy unter Verwendung des Levels A3 eine insgesamt subjektiv „gut“ Bildqualität erzielt werden. Diskussion: Dosis: Die für die FBP bekannte Abhängigkeit von Strahlendosis (CTDI [mGy]) und objektiver und subjektiver Bildqualität kann in gleichem Maße auch für den ADMIRE-Algorithmus A1-A5 festgestellt werden. Objektive Bildqualität: Mit dem ADMIRE A5 kann die beste objektive Bildqualität erbracht werden. Das Bildrauschen nimmt ab und die SNR und CNR zu. Diese Feststellung deckt sich mit der aktuellen Literatur. Subjektive Bildqualität: Die in der Fachliteratur beschriebene Erkenntnis, dass eine sehr hohe Iterationsstufe wiederum zu einer Verschlechterung der subjektiven Bildqualität führen kann, spiegelt sich auch in dieser Schläfenbeinstudie wider. Die beste subjektive Bildqualität verzeichnet das ADMIRE-Level A3. Im Vergleich zu anderen Veröffentlichungen stellt sich heraus, dass A3 nicht zwingend für jede Fragestellung das beste subjektive Bildqualitätsergebnis ergibt. Schlussfolgerungen: Hinsichtlich der computertomographischen Darstellung des Schläfenbeins und der Dosisreduktion erweist sich der ADMIRE-Algorithmus als vorteilhaft. Bei gleicher applizierter Strahlendosis erzielen alle getesteten ADMIRE-Iterationsstufen im Vergleich zu der FBP eine bessere objektive und auch eine höhere subjektive Bildqualität. Dabei ergibt sich die beste objektive Bildqualität bei ADMIRE A5 und die beste subjektive Bildqualität bei ADMIRE A3. Ab einem CTDI von 35 mGy kann im Schläfenbein eine gute bis sehr gute subjektive Bildqualität und bei einem CTDI von 20 mGy eine insgesamt gute subjektive Bildqualität erreicht werden. Eine darüber hinausgehende Erhöhung der Dosis führt zu keiner zusätzlichen Verbesserung.