Optimization of Whole-Body CT Examinations of Polytrauma Patients in Comparison with the Current Diagnostic Reference Levels

Rofo. 2019 Nov;191(11):1015-1025. doi: 10.1055/a-0881-3113. Epub 2019 Apr 18.
[Article in English, German]

Abstract

Purpose: Evaluation of the dose values of a polytrauma whole-body CT examination used in clinical practice with regard to the 2016 updated diagnostic reference levels and reduction of the mean exposure levels using simple optimization steps.

Materials and methods: In each case, 100 exposure values before and after dose optimization were compared with the old and new diagnostic reference levels. The grayscale values and the signal-to-noise ratio (SNR) were determined for the lung, the aortic arch and the liver. A visual assessment of the image quality was performed by two radiologists on the basis of a Likert scale (0 - non-diagnostic, 1 - poor visualization, 2 - moderate visualization, 3 - good visualization, 4 - excellent visualization) for CT examinations both before and after optimization.

Results: The acquired exposure values after dose optimization were below the old and new diagnostic reference levels (1319.98 ± 463.16 mGy · cm) while the mean value of the exposure values before optimization (1774.96 ± 608.78 mGy · cm) exceeded the current diagnostic reference levels. The measured grayscale values (HU) were (before versus after optimization): lung - 833 HU vs. - 827 HU (p = 0.43), aortic arch 341 HU vs. 343 HU (p = 0.70) and liver 68 HU vs. 67 HU (p = 0.35). After dose optimization the SNR in the lung was minimally higher, while it was minimally lower in the two other regions than before the optimization. Visual assessment of the image quality showed almost identical values with 3.85 evaluation points before and 3.82 evaluation points after dose optimization (p = 0.57).

Conclusion: Due to the updating of the diagnostic reference levels, an analysis of the own exposure values is necessary in order to be able to detect high values promptly and to initiate appropriate measures for dose reduction. Appropriate adaptation of the examination parameters with consideration of the necessary image quality allows a significant reduction of the radiation exposure in most cases, also on CT devices of older generations.

Key points: · In many cases a dose reduction below the DRLs is already possible by optimizing the examination technique.. · In order to ensure a diagnostic image quality, the control of the image quality is unavoidable in a dose reduction.. · Through suitable parameter adjustments a compliance with the DRLs is also possible, using CT devices of older generation without iterative image reconstruction..

Citation format: · Schäfer SB, Rudolph C, Kolodziej M et al. Optimization of Whole-Body CT Examinations of Polytrauma Patients in Comparison with the Current Diagnostic Reference Levels. Fortschr Röntgenstr 2019; 191: 1015 - 1025.

ZIEL: Die Überprüfung der Dosiswerte an einem in der klinischen Routine betriebenen Polytrauma-Ganzkörper-CT hinsichtlich der 2016 aktualisierten diagnostischen Referenzwerte (DRW) und Reduktion der mittleren Expositionswerte durch einfache Optimierungsschritte.

Material und methoden: Jeweils 100 Expositionswerte vor und nach der Dosisoptimierung wurden mit den alten und den neuen DRW verglichen. Die Graustufenwerte und das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) wurden für die Lunge, den Aortenbogen und die Leber bestimmt. Durch 2 Radiologen erfolgte eine visuelle Beurteilung der Bildqualität anhand einer Likert-Skala (0 – nicht diagnostisch, 1 – schlecht sichtbar, 2 – moderat sichtbar, 3 – gut sichtbar, 4 – exzellent sichtbar) sowohl für die CT-Untersuchungen vor als auch nach der Optimierung.

Ergebnisse: Die ermittelten Expositionswerte nach der Dosisoptimierung lagen unterhalb der alten und neuen DRW (1319,98 ± 463,16 mGy · cm), während der Mittelwert der Expositionswerte vor der Optimierung (1774,96 ± 608,78 mGy · cm) die aktuellen DRW überschritt. Die gemessenen Graustufenwerte (HE) betrugen (vor gg. nach der Optimierung) Lunge – 833 HE gg. – 827 HE (p = 0,43), Aortenbogen 341 HE gg. 343 HE (p = 0,70) und Leber 68 HE gg. 67 HE (p = 0,35) (gg = gegenüber). Das SNR war nach der Dosisoptimierung in der Lunge minimal höher, in den beiden anderen Regionen minimal geringer als vor der Optimierung. Die visuelle Beurteilung der Bildqualität wies mit 3,85 Bewertungspunkten vor und 3,82 Bewertungspunkten nach der Dosisoptimierung (p = 0,57) relativ identische Werte auf.

Schlussfolgerung: Anlässlich der Aktualisierung der DRW ist eine Analyse der eigenen Expositionswerte unumgänglich, um Überschreitungen zeitnah erkennen und geeignete Maßnahmen zur Dosisreduktion einleiten zu können. Bereits durch geeignete Anpassung der Untersuchungsparameter unter Berücksichtigung der erforderlichen Bildqualität ist in den meisten Fällen eine deutliche Reduktion der Strahlenexposition, auch bei CT-Geräten der älteren Generationen, möglich.

Kernaussagen: · Eine Reduktion der Strahlenexposition unter die DRW ist in vielen Fällen bereits durch Optimierung der Untersuchungstechnik möglich.. · Die Kontrolle der Bildqualität zur Gewährleistung einer diagnostischen Bildqualität trotz Dosisreduktion ist unumgänglich.. · Die Einhaltung der DRW ist auch bei CT-Geräten der älteren Generation auch ohne iterative Bildrekonstruktion durch geeignete Anpassungen möglich.. · Weiteres Optimierungspotenzial zur aktiven Dosisreduktion ist vorhanden..

Zitierweise: · Schäfer SB, Rudolph C, Kolodziej M et al. Optimization of Whole-Body CT Examinations of Polytrauma Patients in Comparison with the Current Diagnostic Reference Levels. Fortschr Röntgenstr 2019; 191: 1015 – 1025.

Publication types

  • Comparative Study

MeSH terms

  • Adult
  • Aorta, Thoracic / radiation effects
  • Female
  • Germany
  • Humans
  • Image Enhancement / methods
  • Image Enhancement / standards
  • Liver / radiation effects
  • Lung / radiation effects
  • Male
  • Multiple Trauma / diagnostic imaging*
  • Radiation Dosage
  • Radiation Exposure / prevention & control
  • Radiation Exposure / standards
  • Reference Values
  • Tomography, X-Ray Computed / methods*
  • Tomography, X-Ray Computed / standards
  • Whole Body Imaging / methods*
  • Whole Body Imaging / standards