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Dosisoptimierung eines Nadelstruktur-Speicherfoliensystems durch Einsatz zusätzlicher Kupferfilterung bei Thoraxaufnahmen im Kindesalter

Dose optimization of a needle image plate storage phosphor system with additional copper filtration in chest x-rays in children

Beiderwellen, Karsten Jens


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Strahlenschutz , Kinderradiologie , CR , Dosis , Filter
Freie Schlagwörter (Englisch): pediatric radiology , computed radiography , dose , filter
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Medizinisches Zentrum für Radiologie, Abt. Kinderradiologie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 25.11.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 25.11.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Bei radiologischen Untersuchungen im Kindesalter gilt auf Grund der höheren Strahlensensibilität
ein besonderes Augenmerk auf die applizierte Strahlendosis bei jeder Untersuchung.
Nach Einführung eines Nadelstruktur-Speicherfoliensystems der Firma Agfa (Mortsel, Belgien)
in einer kinderradiologischen Abteilung erfolgte eine kontrollierte Dosisoptimierung im
Rahmen einer prospektiven Studie an insgesamt 152 Patienten im Alter von 0 bis 15 Jahren
durch Verwendung eines dickeren Kupferfilters bei medizinisch indizierten Thoraxaufnahmen
im Routinebetrieb. Ziel der Studie war eine Dosissenkung bei möglichst gleich bleibender
Bildqualität. Ein Kollektiv von 70 Patienten wurde mit dem dickeren Röhrenfilter von 1 mm
Aluminium und 0,2 mm Kupfer untersucht, im Vergleich zur Kontrollgruppe von 82 Patienten,
bei deren Untersuchungen der herkömmliche pädiatrische Röhrenfilter von 1mm Aluminium
und 0,1 mm Kupfer verwendet wurde. Bei einem sagittalen Thoraxdurchmesser kleiner
als 15 cm wurden die Aufnahmen dabei in Weichstrahltechnik angefertigt, bei größerem Thoraxdurchmesser
erfolgten die Untersuchungen in Hartstrahltechnik unter Verwendung eines
Streustrahlenrasters. Als Dosiseinheit wählte man die Oberflächendosis, die mit einem Halbleiterdosimeter
im Nutzstrahlenfeld und im Bereich der Gl. thyreoidea erfasst wurde. Die resultierende
Bildqualtität wurde anhand eines etablierten Scores von 3 Fachärzten für Radiologie
und 2 Medizinstudenten Scores im Hinblick auf Belichtung, Zentrierung und Einblendung
beurteilt. Den subjektiven Beurteilungen stellte man jeweils einen objektivierbaren Parameter
gegenüber. Durch den Einsatz des dickeren Kupferfilters ergab sich bei den Aufnahmen ohne
Streustrahlenraster eine mediane Dosisreduktion im Nutzstrahlenfeld um 39% ohne Verschlechterung
des subjektiven Bildeindrucks. Bei den Aufnahmen mit Streustrahlenraster
zeigte sich für beide Filter kein signifikanter Dosisunterschied, allerdings auch kein Unterschied
der resultierenden Bildqualität. Angesichts der gleich bleibenden Bildqualität bei niedrigerer
Oberflächendosis besteht weiterhin ein Potenzial für weitere Dosisoptimierungen, die
sowohl durch Veränderungen der Expositionsparameter als auch durch den Einsatz dickerer
Röhrenfilter realisiert können. Neben der Dosissenkung durch Modifikation der Strahlenqualität
bieten sich ferner noch die Möglichkeiten einer Verbesserung der Einstelltechnik mit
engerer Einblendung. Angesichts des hohen Dosisbedarfs bei Verwendung eines Streustrahlenrasters
bei Thoraxaufnahmen im Kindesalter ist die Notwendigkeit eines Rasters auch bei
einem Objektdurchmesser von mehr als 15 cm genau zu prüfen. Diese Optimierungsmöglichkeiten
sollten Gegenstand nachfolgender Studien sein.
Kurzfassung auf Englisch: For each radiological investigation in children special focus is required on the applied radiation
dose because of increased sensitivity of growing tissues to radiation exposure.
After the introduction of a needle structure image plate system (Agfa, Mortsel, Belgium) in a
pediatric radiology department, a prospective study was conducted to optimise radiation dose
by using a thick copper (Cu) filter during routine operation in medically indicated chest x-rays
in 152 patients age 0 to 15 years. Dose reduction was aimed for at constant diagnostic quality.
70 patients were investigated using 1mm aluminium (Al) and 0.2 mm Cu x-ray tube filters vs.
a control group of 82 patients using a conventional filter system of 1 mm Al and 0.1 mm Cu.
In patients with a sagittal thoracic diameter of less than 15cm low kilovoltage technique was
applied, whereas in greater thoracic diameters the investigation was performed with high
kilovoltage technique using a scatter radiation grid. The surface dose was measured with an
electronic semiconductor dosimeter in the radiation field and in the area of the thyroid gland.
The diagnostic quality was assessed by 3 radiologists and 2 medical students according to a
well established score system taking into consideration exposure, centering and collimation.
The subjective evaluation was contrasted with an objective parameter.
By using thicker Cu filters the median dose reduction was 39% for images without using a
scatter radiation grid at subjectively unchanged diagnostic quality. When using the scatter
radiation grid there was no significant change in patient dose for both filters and there was no
difference in image quality. Due to constant image quality at low surface dose there is potential
for further dose reduction by changing imaging parameters as well as using thicker tube
filters. Besides dose reduction through modifications of radiation quality changes of the image
acquisition parameters as well as closer collimation can be useful. Considering the high
dose demand when using a scatter radiation grid for chest x-rays in children the necessity for
such a grid in patients with a sagittal thoracic diameter larger than 15 cm should be questioned
and investigated in future studies.