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Wie hoch ist die Strahlendosis beim CT?

Eine mobile Apparatur zur Charakterisierung des CT-Röntgenstrahls schafft die Voraussetzung, die individuelle Patientendosis unmittelbar nach dem Scan zu ermitteln

PTB-News 2.2019
15.05.2019
Besonders interessant für

radiologische Kliniken und Ärzte

Medizinphysik-Experten

Patienten in der Röntgendiagnostik

zuständige Aufsichtsbehörden

Bei Aufnahmen an Computertomografen (CT) kann die Strahlenbelastung des Patienten je nach Art der Untersuchung durchaus nennenswert sein. Mit dem Ziel, die effektive Dosis für den individuellen Patienten unmittelbar nach der Aufnahme innerhalb von wenigen Minuten am CT anzuzeigen, hat die PTB eine mobile Messapparatur entwickelt. Sie ist in der Lage, die für Dosisberechnungen notwendigen Kenngrößen des CT-Röntgenstrahls im Klinikbetrieb innerhalb von rund zwei Minuten zu ermitteln.

Die mobile Apparatur zur nichtinvasiven Bestimmung der Röntgenspektren und zur Charakterisierung der Formfilter eines Computertomografen. Im Unterschied zu anderen vergleichbaren Messmethoden ist es nicht notwendig, den CT im Servicebetrieb zu fahren. Die Messungen am CT können in wenigen Minuten mit vorhandenen klinischen Scanprotokollen durchgeführt werden.

Die computertomografische Bildgebung hat in den vergangenen Jahrzehnten eine rasante Entwicklung durchlebt und ist heute ein wichtiges Instrument der modernen Diagnostik. Inzwischen existiert eine Vielzahl von Verfahren, mit denen die effektive Dosis eines Patienten berechnet werden kann. Doch sie alle beruhen auf phantombezogenen Messgrößen, aus denen mit berechneten Konversionsfaktoren für Standardpatienten und einem Referenzscanner die effektive Dosis abgeschätzt wird. Auch werden keine patientenspezifischen Besonderheiten wie Größe und Gewicht berücksichtigt.

Im Rahmen eines europäischen Kooperationsprojektes hat die PTB die dosimetrischen Grundlagen für ein Verfahren entwickelt, bei dem erstmals die individuellen Daten eines Patienten verwendet werden sollen. Dabei gehen die CT-Schnittbilder des Patienten zusammen mit Kenngrößen des verwendeten CT-Scanners in eine Monte- Carlo-Simulation ein. Unter Verwendung von kommerzieller Software lässt sich so in wenigen Minuten eine Simulation der Dosisverteilung erzeugen. Doch einige wichtige Kenngrößen des CT-Scanners müssen dafür einmalig experimentell ermittelt werden. Dazu gehören die charakteristischen Photonenfluenzspektren der verwendeten Röntgenröhre und die Schwächungseigenschaften der eingebauten Strahlungsformfilter. Letztere dienen dazu, die Strahlungsintensität an den Patientenquerschnitt anzupassen, um damit die Dosis zu reduzieren und eine homogenere Rauschverteilung am Bilddetektor zu erreichen.

Die neu entwickelte mobile Messapparatur ermittelt diese Kenngrößen, wobei im Rahmen des Projektes der benötigte Installationsaufwand und die Messdauer immer weiter verringert werden konnten. Das Verfahren wurde mit bekannten Techniken zur Bestimmung der äquivalenten Strahlungsformfilter kombiniert, sodass alle notwendigen Daten für die vollständige Charakterisierung des Computertomografen mit einem einzigen Messaufbau in wenigen Minuten gewonnen werden können.

Zur Verifizierung des Verfahrens wurden CT-Aufnahmen von anthropomorphen Phantomen erstellt, die im Inneren mit Echtzeit-Dosisdetektoren ausgestattet sind. Berechnete und gemessene Dosen stimmten innerhalb der MessunsiPrüflacherheiten von weniger als 10 % überein. Damit ist das neue Verfahren validiert und ein wichtiger Schritt in Richtung personalisierter Dosimetrie in der CT getan.

Ansprechpartner:

Ludwig Büermann
Fachbereich 6.2
Dosimetrie für Strahlentherapie und
Röntgendiagnostik
Telefon: (0531) 592-6250
Opens window for sending emailludwig.bueermann(at)ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung

S. Rosendahl, L. Büermann, M. Borowski, M. Kortesniemi, V.-M. Sundell, A. Kosunen, T. Siiskonen: CT beam dosimetric characterization procedure for personalized dosimetry. Phys. Med. Biol. 64, 075009 (17 pp.) (2019)