Diskussion

Obwohl die Helikal-CT bei der Beurteilung von Bronchiektasen vorteilhaft sein kann, hat sie einen wesentlichen Nachteil: Die Strahlenbelastung für die Patienten ist höher als bei der konventionellen CT. Mit ihrer kürzeren Aufnahmezeit deckt die MDCT ein größeres Volumen ab, wobei eine enge Kollimation beibehalten wird. Außerdem ermöglicht die MDCT eine Bildgebung mit nahezu isotroper Voxelauflösung und liefert dadurch multiplanare und dreidimensional umformatierte Bilder von höchster Qualität. Allerdings gibt es zunehmend Bedenken wegen der hohen Strahlendosis. Hu et al. fanden heraus, dass die MDCT bei vergleichbarer diagnostischer Bildqualität eine zwei- bis dreifache Verbesserung der Geschwindigkeit der Volumenerfassung bietet. Das Problem dieser Forscher war die Strahlenbelastung, die bei der Aufnahme von Hunderten von dünnen Kollimationsbildern und rekonstruierten multiplanaren Bildern entsteht. Die Forscher betonen, wie wichtig es ist, die Strahlendosis bei CT-Verfahren so niedrig wie möglich zu halten. Die quantitative Messung der Strahlendosis ist wichtig für die Festlegung eines technischen Standardprotokolls, das das Risiko der Strahlenbelastung senkt und gleichzeitig Bilder von vergleichbarer Qualität liefert.

Es gibt Kontroversen über das Strahlenrisiko bei relativ geringer ionisierender Strahlenbelastung. Das Verhältnis zwischen dieser Strahlenbelastung und dem biologischen Risiko für die Patienten wird durch Extrapolation auf der Grundlage von Veränderungen bestimmt, die nach der Exposition gegenüber höheren Strahlenwerten beobachtet wurden. Außerdem sollten Alter und Geschlecht der Patienten bei der Analyse des Risikos berücksichtigt werden. So wird beispielsweise geschätzt, dass die Verabreichung von 1 Rad (10 mGy) an die Brust einer Frau, die jünger als 35 Jahre ist, ihr Brustkrebsrisiko um etwa 14 % über die Spontanrate für die Allgemeinbevölkerung erhöht.

Die in der aktuellen Studie gemessenen Strahlendosen der MDCT (10,16-10.96 mGy bei 70 mA) liegen leicht über den von Lucidarme et al. berichteten Strahlendosen (7,0-8,0 mGy für die Helical-CT mit einem Detektor) und sind ähnlich wie die von Jung et al. berichteten Strahlendosen (8,93-12,10 mGy für die Helical-CT mit einem Detektor), obwohl sich die Scan-Techniken von Lucidarme et al. und Jung et al. von denen unserer Studie unterscheiden. Bei unserem Scan-Protokoll wurden eine dünnere Kollimation und ein geringerer Röhrenstrom als bei Lucidarme et al. und Jung et al. verwendet. Dennoch überstieg die Strahlendosis in unserer Studie die für ein herkömmliches hochauflösendes CT-Protokoll mit 120 kVp, 170 mA, 1-mm-Kollimation und 10-mm-Intervallen beschriebene Dosis (2,17 mGy ). Die höhere Strahlendosis bei MDCT-Anwendungen im Vergleich zur hochauflösenden CT muss jedoch als Kompromiss betrachtet werden, der erforderlich ist, um einige der mit der hochauflösenden CT verbundenen Einschränkungen zu überwinden.

Eine Verringerung der Milliamperezahl führt zu einer proportionalen Verringerung der Strahlendosis für den Patienten, da die Strahlendosis bei einer festen Kilospannung linear mit der Stromstärke korreliert. 1990 beschrieben Naidich et al. die Niedrigdosis-CT der Lunge und zeigten eine akzeptable diagnostische Qualität bei konventionellen Thorax-CT-Aufnahmen, die mit einer Einstellung von nur 10 mA für 2-Sekunden-Aufnahmen (20 mAs) durchgeführt wurden. Diese Studie konzentrierte sich auf pulmonale parenchymale Läsionen bei 12 Patienten ohne statistische Analyse. Mayo et al. berichteten unter Verwendung einer konventionellen CT-Technik (10-mm-Kollimation), dass eine zweifache Reduzierung des Röhrenstroms (von 400 auf 140 mA) keine signifikante Veränderung der subjektiven Bildqualität bei der Erkennung von mediastinalen oder Lungenanomalien bewirkte. Obwohl diagnostische Bilder des Lungenparenchyms auch mit 20 mA erzielt werden können, kamen Mayo et al. zu dem Schluss, dass 140 mA der minimale Röhrenstrom ist, der für eine gute Bildqualität bei Untersuchungen von Patienten mit durchschnittlichem Gewicht erforderlich ist, da Techniken mit niedrigerer Dosis Bilder mit erheblichem Rauschen erzeugen. Wir haben gezeigt, dass die subjektive Bildqualität von MDCT-Scans (2,5-mm-Kollimation, kontinuierliche Datenerfassung), die mit 70 mA gewonnen wurden, mit MDCT-Bildern vergleichbar ist, die mit 170 mA und ansonsten identischen technischen Parametern gewonnen wurden. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass eine signifikante Verringerung der Strahlendosis möglich ist, ohne die wahrgenommene Bildqualität zu beeinträchtigen.

Ein potenzielles Problem im Zusammenhang mit der Verringerung der Milliamperestärke besteht darin, dass die Auflösung durch die Quantenflecken begrenzt wird; mit anderen Worten, erhöhte Artefakte und Rauschen könnten zu einer nachfolgenden Bildverschlechterung führen. In der Studie von Zwirewich et al. waren lineare Streifenartefakte auf hochauflösenden CT-Bildern, die mit einer Technik mit niedriger Dosis (20 mA) aufgenommen wurden, stärker ausgeprägt als auf solchen, die mit einer Technik mit hoher Dosis aufgenommen wurden, obwohl beide in den meisten Fällen als gleichermaßen diagnostisch eingestuft wurden. Da die Lunge belüftet ist und daher eine geringe Dämpfung aufweist, ist der Kontrast in der Lunge höher als in festen Organen wie der Leber. Daher sollte die Erkennung pathologischer Veränderungen in der Lunge weniger vom Bildrauschen abhängen als in den festen Organen.

In unserer Studie wirkte sich das geringere Signal-Rausch-Verhältnis der Niedrigdosis-CT nicht wesentlich auf die subjektive Bildqualität aus. Bei 70 mA konnten sowohl für die Lunge als auch für das Mediastinalfenster Bilder von guter Qualität erzielt werden (mittlerer Wert nahe 4,0) (Tabelle 1). Bei 40 mA verschlechterte sich die Bildqualität und das Bildrauschen nahm zu (mittlerer Wert, nahe 3,0) (Tabelle 1). Wir stellten fest, dass ein abrupter Anstieg des Rauschens (53,57-69,23 H) mit einer wahrgenommenen Abnahme der Bildqualität (von fast 4,0 auf 3,3) einherging, wenn die Milliamperestärke von 70 auf 40 mA reduziert wurde. Daher kann ein MDCT-Protokoll mit 40 mA im Vergleich zu Bildern, die mit 70 mA aufgenommen wurden, einige Einschränkungen in Bezug auf die diagnostische Qualität aufweisen.

Eine mögliche Einschränkung der Niedrigdosis-MDCT ist die größere Menge an Scandaten, die aus volumetrischen Aufnahmen mit enger Kollimation resultiert. Low-Dose-MDCT-Scans umfassten 175-211 Bilder für jeden Patienten, einschließlich koronal neu formatierter Bilder (durchschnittlich 204 Bilder; die daraus resultierenden Gesamtbilddaten, 512 × 512 × 204 = 53,5 MB) für jeden Patienten. Durch Fortschritte bei den Computer-Software- und -Hardware-Anwendungen und verbesserte Bildkomprimierungstechniken kann das Problem der Speicherung großer Datenmengen jedoch überwunden werden. Ein weiteres Problem, das sich aus der mit der MDCT verbundenen Datenexplosion ergibt, ist der höhere Zeitaufwand, den die Radiologen für die Überprüfung dieser Daten benötigen. Dieser erhöhte Zeitaufwand umfasst nicht nur die Zeit, die für die Überprüfung der erhöhten Anzahl von Bildern, die MDCT-Datensätze enthalten, erforderlich ist, sondern auch die Zeit, die für die Bildnachbearbeitung benötigt wird, um multiplanare, neu formatierte Bilder zu erstellen.

Eine Einschränkung unserer Studie ist die Tatsache, dass wir Patienten mit normalen Atemwegen untersuchten, obwohl bei den Patienten klinisch der Verdacht auf Bronchiektasie bestand. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass wir nur sechs diskrete Milliampere-Werte bewertet haben, während wir eine größere Bandbreite diskreter Milliampere-Werte oder kontinuierlicher Milliampere-Werte verwendet haben. Daher definiert die Auswahl diskreter Milliampere-Werte (z. B. 40 mA, 70 mA) für die Zwecke dieser Studie nicht den niedrigsten Röhrenstrom, bei dem diagnostisch brauchbare Bilder für die Beurteilung von Bronchiektasen erzielt werden können. Dennoch zeigen unsere Daten, dass die MDCT zur Beurteilung eines Verdachts auf Bronchiektasen mit einer deutlich geringeren Strahlendosis durchgeführt werden kann, ohne dass die wahrgenommene Bildqualität beeinträchtigt wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die MDCT mit einer Röhrenstromeinstellung von nur 70 mA Bilder von akzeptabler Qualität und volumetrische Datensätze für die Beurteilung von Bronchiektasen liefert. Der Nachteil der MDCT gegenüber der konventionellen hochauflösenden CT besteht darin, dass die Strahlendosis bei der MDCT fünfmal höher ist (10,54 mGy) als bei der konventionellen hochauflösenden CT (2,17 mGy bei den Parametern 120 kVp, 170 mA, 1-mm-Kollimation und 10-mm-Intervalle); die Strahlenbelastung bei 70 mA ist jedoch weniger als halb so hoch wie bei 170 mA.