Giessener Elektronische Bibliothek

GEB - Giessener Elektronische Bibliothek

Hinweis zum Urheberrecht

Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-75214
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2010/7521/


Wertigkeit einer Einzelschicht-Computertomographie in der Akutdiagnostik neurologischer Erkrankungen

Reck, Anne Hemalini


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler
pdf-Format: Dokument 1.pdf (5.769 KB)

Bookmark bei Connotea Bookmark bei del.icio.us
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Medizinisches Zentrum für Radiologie, Abt. Kinderradiologie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5525-7
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.03.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 29.04.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Fragestellung: Zur Minimierung der Strahlenexposition von CT-Untersuchungen vor allem
bei Kindern ist neben der Anpassung der Dosis an das Objekt auch eine Einschränkung des
Untersuchungsvolumens denkbar. Diese Untersuchung wurde zur Beantwortung von drei
Fragen unternommen:
1. Inwieweit ist es möglich, eine akute neurologische Erkrankung bei einem Kind durch
eine eingeschränkt durchgeführte Schädel-CT mit nur einem Tomogramm in Höhe
der Foramina Monroi zu diagnostizieren? Mit welcher Sicherheit werden die
Diagnosen gestellt?
2. Wie verhalten sich klinisch tätige Ärzte oder Radiologen, wenn sie diese
Untersuchung als Grundlage ihrer Entscheidung nehmen sollen?
3. Wie ist die Dosis dieser eingeschränkten Untersuchung zu bewerten?
Material und Methode: Bei 101 Patienten (44 weiblich) im Alter von 0 bis 37 Jahren, Median
7 Jahre, war aufgrund einer vermuteten akuten neurologischen Pathologie eine Schädel-CT
durchgeführt worden. Für diese Studie wurde eine Schicht in Höhe des Ventrikelsystems
ausgewählt und zusammen mit dem Topogramm dargestellt. Die Scans wurden von einem
Kinderradiologen und einer Kinderärztin fachärztlich diagnostiziert und mit allen Angaben
aus der elektronischen Patientenakte (Klinikinformationssystem) abgeglichen. 16
Auswerterinnen und Auswerter mit unterschiedlichem Ausbildungsstand (sieben mit hoher,
fünf mit mittlerer und vier mit geringer Erfahrung in neuropädiatrischer Notfallradiologie)
versuchten anhand der mitgeteilten Anamnese sowie des Topogrammes und des
Tomogrammes (in Knochen- und Hirnfenster dargestellt) eine Verdachtsdiagnose zu stellen.
Für eine Receiver Operating Characteristics (ROC)-Analyse mussten sie eine
Diagnosesicherheit angeben und entscheiden, ob eine sofortige komplette Schädel-CT
durchzuführen sei oder ob eine MRT-Untersuchung am Folgetag unter stationärer
Beobachtung ausreichend wäre. 50 der Untersuchungen waren Normalbefunde, bei 31
Untersuchten lag eine akut bedrohliche Situation vor, bei 20 Untersuchten war eine nicht
bedrohliche, aber pathologische Situation gegeben. Die beiden häufigsten Diagnosen der
pathologischen Fälle waren Hydrozephalus (20 Fälle) und intrakranielle Blutung (9 Fälle). 22
weitere Diagnosen wurden gestellt, fünf Fehlbildungen, fünf Frakturen, vier Ischämien, vier
Neoplasien, drei Fälle von Atrophie und ein Hygrom. Die ROC-Kurven wurden für die
Auswertungen der Sensitivität und Spezifität der Beurteilungen berechnet. Die Fläche unter
der Kurve ist ein Maß für die Qualität der Befundung. Eine ideale Befundung müsste eine
Fläche von 1 haben, eine reine Zufallsauswertung hätte eine Fläche unter der Kurve von 0,5.
Ergebnisse: Die falsch-positiven Diagnosen wurden den falsch-negativen mit einer
bedrohlichen Situation (akute Erkrankung) oder ohne bedrohliche Situation
gegenübergestellt. Bei den Normalbefunden waren im Median der 16 Auswerterinnen und
Auswerter 18 % Fehldiagnosen (falsch-positiv), bei den akut bedrohlichen 42 %
Fehldiagnosen (falsch-negativ, für den Patienten gefährlich), bei den nicht akut bedrohlichen
20 % Fehldiagnosen zu beobachten. Im Durchschnitt der Auswerterinnen und Auswerter
wäre bei 13 von 31 akut Erkrankten eine kritische Situation entstanden, wenn sich der
Befund nur auf die eine Schicht gestützt hätte, im Durchschnitt wurde bei 44 von 101
Untersuchungen eine komplette CT für erforderlich gehalten. Bei den falsch-negativen
Diagnosen der akut bedrohlich erkrankten Personen war bei 27 % nicht die Indikation zur
kompletten CT gestellt worden. Bei den Kindern mit der Verdachtsdiagnose der
Dekompensation eines Hydrozephalus wurden in 61 %, bei den Kindern mit intrakranieller
Blutung wurden in 64 % der Fälle richtige Diagnosen gestellt. Der Ausbildungsstand hatte
keinen Einfluss auf die Qualität der Befundung, die besonders erfahrenen Auswerterinnen
und Auswerter hatten tendenziell weniger richtige Befunde als die unerfahreneren.
Die Dosis der Einzelschicht-CT errechnet sich aus der Summe der Dosis des Topogrammes
und eines Tomogrammes, nach Herstellerangaben 0,081 mGy für ein fünfjähriges Kind und
damit im Bereich der Dosis von zwei Thoraxaufnahmen. Eine komplette Schädel-CT hat eine
Strahlenexposition von etwa 2-4 mGy oder das Äquivalent von 50 Thoraxaufnahmen.
Die Ergebnisse der ROC-Analyse zeigen für einen sehr guten Auswerter eine Fläche unter
der Kurve von 0,885, für eine weniger gute Auswertung 0,661. Für die besonders erfahrenen
Auswerterinnen und Auswerter sind die Flächen im Mittel 0,787, für die mittelgradig
erfahrenen Auswerterinnen und Auswerter 0,799, für die geringgradig erfahrenen 0,778. Die
Unterschiede zwischen den einzelnen Auswertergruppen sind also in dieser
Darstellungsweise nicht wahrzunehmen.
Schlussfolgerung: Die Einschränkung des Untersuchungsvolumens hat eine erhebliche
Konsequenz für die Beurteilungsqualität und führt zu einer Verringerung der diagnostischen
Leistungsfähigkeit der Schädel-CT. Bei ausgewählten Fragestellungen wie Hydrozephalus,
die das Ventrikelsystem betreffen, wäre durch die Zusammenschau mit Voruntersuchungen
eine Verbesserung der Diagnosesicherheit der Einzelschicht-CT denkbar. Diese Patienten
haben wiederholte CT, sodass die Reduktion der Strahlenexposition wie durch das
vorgeschlagene Vorgehen auf etwa 5 % der Dosis einer gesamten Schädel-CT gerade hier
wünschenswert wäre.
Ob die Einzelschicht-CT für ausgewählte Fragestellungen anwendbar ist, sollte durch eine
weiterführende Untersuchung mit einem prospektiven Ansatz geklärt werden. Dabei müssen
die klinisch erforderlichen Informationen sowie Voruntersuchungen dem Auswerter bzw. der
Auswerterin zur Verfügung gestellt werden.
Kurzfassung auf Englisch: Aim of the Study: To miminize radiation exposure of Computed Tomography (CT)
examinations in children the adaptation of dose is reasonable. A possible alternative is a
limited view study. This study was performed to find out,
1. whether it is possible to diagnose an acute neurologic disorder in childhood by means
of a limited Head CT consisting of a scout view and a tomogram at the level of the
Foramina Monroi. How reliable are those diagnoses?
2. How do the clinical physicians act, when being confronted to a limited view Head CT
as a base for their therapeutic decision?
3. What is the radiation dose of the limited view Head CT?
Materials and Methods: 101 Patients (44 female) at the ages between 0 to 37 years,
Median 7 years, with an acute neurologic disorder were examined with a conventional Head
CT. A paediatrician and a pediatric radiologist diagnosed the CT examination retrospectively
with all available information from the follow-up to generate a golden standard of diagnosis
for the 101 cases. For this study, a scan at the level of the side ventricles was chosen and
presented together with a scout view and the clinical information that was given to the initial
examination request. 16 readers with different experience (7 with high, 5 with mean and 4
with a low level of training in neuropediatric emergency radiology) attempted to pose a
diagnosis, with an estimate of the diagnostic correctness for a ROC-analysis (Receiver
Operating Characteristics) and had to decide, whether they wanted an immediate complete
Head CT or whether a MRI (Magnetic Resonance Imaging) examination within the next day
and an in-hospital observation suffices in each case. 50 of the cases were normal findings, in
31 cases there was an acute and possible life threatening situation, in 20 cases there was a
not life threatening, but pathologic situation. The two most frequent diagnoses were
hydrocephalus (20 cases) and intracranial bleeding (9 cases). 22 further diagnoses included
5 malformations, 5 fractures, 4 ischemias, 4 neoplasms, 3 cases of atrophy and 1 case of
hygroma. ROC-Analysis gives a measure of the relation of sensitivity and specifity of the
readings. Area under curve is a measure of quality of the results. An ideal reader would have
an area under curve of 1.0, a random evaluation would lead to an area of 0.5.
Results: False-positive diagnoses and false-negative diagnoses were analysed. In normal
cases, in the mean of the 16 readers 18 % of diagnoses were false-positive, the acute lifethreatening
cases were misinterpreted in 42 % of the cases, those were potentially
dangerous for the patient. In the cases that were pathologic, but not life threatening, 20 %
false-negative diagnoses were observed. In the mean of the readers in 13 of 31 cases of
acutely sick children a critical situation could emerge, if the clinical and radiological diagnosis
had been based on this single slice examination; in the mean of the 16 readers in 44 of 101
cases an immediate complete Head CT examination was held to be necessary. In the falsenegative
cases of the acute neurologic patients the correct indication to a Head CT was
missed in 27 %. The correct diagnosis of acuity was posed in cases of clinically proved
decompensation of a hydrocephalus in 61 % and in cases of intracranial bleeding in 64 %.
The experience of the readers in pediatric neuroradiology did not influence the results of the
readings; in the mean the most experienced readers had slightly lesser rate of correct
diagnoses than the lesser experienced readers.
Radiation dose of the single slice Head CT is calculated from the sum of the dose of the
scout view and the tomogram, according to the manufacturer of the CT 0.081 mGy for a fiveyear
old child and therefore in the range of two chest x-rays; a complete Head CT has a
radiation dose of approximately 2-4 mGy or the equivalent to 50 chest x-rays.
Results of the ROC-Analysis demonstrated Area under curve between 0.885 (very good
reading) and 0.661. The very experienced readers scored areas of 0.787 (mean value), the
lesser experienced readers 0.799, the least experienced readers 0.778. So there were no
significant differences between these groups.
Conclusion: A limited view Head CT had a considerable consequence on the diagnostic
performance and lead to a diminished accuracy of the Head CT. In special conditions such
as hydrocephalus, when previous examinations might be available, a better performance of
the single slice Head CT is imaginable. Such patients get repeatedly Head CT examinations,
therefore a reduction of the dose about 5 % of the complete Head CT dose would be
desirable.
It should be determined prospectively whether a limited view Head CT with a single scan can
be diagnostic in selected cases. In this study design, the readers should be aware of every
clinical information and the previous examinations.