Material und Methoden

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Alle Untersuchungen wurden am Dual-Energy-System (XQi revolution, GE Medical Systems, Milwaukee, Wisc, USA) durchgeführt. Das Dual-Energy-System wendet eine hohe und eine niedrige Energie von 120 kV bzw. 60 kV an, um Knochen- und Weichteilinformation zu trennen. Die dabei entstandenen Weichteil-, Knochen- und p.a. Bilder wurden entweder digital oder als Filmkopie ausgewertet.
[Details siehe Publikation Nr. 2, S. 42, Fig. 1. A – C]
Alle Patienten wurden anhand ihres p.a. Thoraxdurchmessers in eine kleine (weniger als 22 cm), eine mittlere (23 cm bis 35 cm) und eine große (größer als 36 cm) Gruppe eingeteilt.

2.1  Phantomstudie

In dieser Studie verglichen wir indirekte [CsI (Cäsium Iodit) /a: Si (amorphes Silizium)] und direkte [a: SE (amorphes Selen)] Digitalröntgenografie mittels CDRAD- und TRG-Phantom bei unterschiedlichen Eintrittsdosen.
[Details siehe Publikation Nr. 1, S. 617, Fig. 1 und 2]
Direkte Systeme wandeln Röntgenstrahlen unmittelbar in eine elektrische Ladung um.[7] Indirekte Systeme wandeln Röntgenstrahlen zuerst über einen Zwischenschritt (CsI) in sichtbares Licht und dann durch eine Photodiode (amorphes Silizium) in elektrische Ladungen um.[3] Bisherige Studien kommen zu dem Ergebnis, daß das indirekte System gegenüber dem direkten System einen Vorteil bei der Informationstrennung hat.[4] In unserer Studie wollen wir untersuchen, ob sich dieser physikalische Vorteil auch auf die Bildqualität auswirkt.
Als indirektes System nutzten wir das oben beschriebene Dual-Energy-System, als direktes das Thoravision Selenium drum (Philips Medical Systems, Hamburg, Germany).
Nach mehreren Testdurchläufen legten wir für beide Systeme Eintrittsdosen fest, die mittels Radcal (Model 2026c, Radcal Corporation, Monrovia, CA, USA) gemessen wurden.

2.1.1  CDRAD-Phantom

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Für das direkte und indirekte System wurden Eintrittsdosen von
41,4; 57,9; 75,1; 120,8 µGy bzw. 39,9; 58,4; 75,6; 117,9 µGy gemessen.
Zu Beurteilen waren Röntgenbilder von Löchern unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Lochtiefe, die jeweils vier unabhängigen Gutachtern präsentiert wurden.[1] Die kleinsten wahrnehmbaren Details wurden in einem Graphen verbunden.[13] Aus den entstandenen Daten berechneten wir den Bildqualitätsfaktor und führten eine statistische Analyse mittels Korrelation nach Pearson und dem Wilcoxon-Test durch. Der Bildqualitätsfaktor ist definiert als die Summe der kleinsten noch erkannten Lochtiefen der jeweiligen Lochdurchmesser, d.h. je besser die Bildqualität, desto kleiner der Qualitätsfaktor.
[Details siehe Publikation Nr. 1, S. 620, Table 2]

2.1.2 TRG-Phantom

Für das TRG-Phantom wählten wir eine hohe und eine niedrige Einstellung. Dabei wurden Eintrittsdosen von 126,2 bzw. 35 µGy für das direkte und 125,9 bzw. 34,4 µGy für das indirekte System ausgewählt.
Fünf von zehn Ringen enthielten ein simuliertes kritisches Detail, wobei wir die Reihenfolge der Ringe insgesamt fünfmal veränderten. Die Gutachter mußten entscheiden in welchem der Ringe jeweils das kritische Detail enthalten ist, und ihre Entscheidung anhand einer Skala bewerten. Als Skala wählten wir fünf Kategorien: 1 sicher positiv, 2 wahrscheinlich positiv, 3 unsicher positiv oder negativ, 4 wahrscheinlich negativ, 5 sicher negativ. Die Ergebnisse wurden mittels ROC-Analyse ausgewertet, hierfür nutzten wir ROCFITTM Software durch Charles Metz (Chicago, IL, USA). Eine statistische Analyse wurde mittels des Wilcoxon-Tests durchgeführt.

2.2 Dosisstudie

Ziel dieser Studie war es die Bildqualität des indirekten Systems bei Verwendung der Dual-Energy-Technik und unterschiedlichen Dosen zu bewerten. Die drei Thoraxdurchmessergrößengruppen wurden randomisiert in zwei Dosisgruppen mit den erwarteten Empfindlichkeitsgruppen von 400/1000 und 200/500 Speed verteilt. Die wirklichen Geschwindigkeiten wurden mittels eines Hauteintrittsdosisdetektors ermittelt.
[Details siehe Publikation Nr. 2, S. 44, Table 1 und 2]
Untersucht wurden 126 Patienten, 64 mit einem erwarteten Speed von 400/1000 und 62 Patienten mit 200/500. Patienten der größten Thoraxdurchmessergruppe wurden aus Strahlenschutzgründen nicht mit der erhöhten Dosis untersucht. Die Bildbeurteilung wurde doppelblind von zwei erfahrenen Radiologen durchgeführt. Eingeschätzt wurden: (1) Rauschen im Weichteilbild, (2) Rauschen im Knochenbild und Bewegungsartefakte (3) Anteil der nicht rausrechenbaren Knochen im Weichteilbild, (4) Beurteilbarkeit der Lungengefäßzeichnung, (5) Beurteilung der Herzkontur und der Aorta. Folgender Bewertungsskala wurde dabei verwendet: 1 = stark störend; 2 = störend; 3 = annehmbar; 4 = minimal; 5 = nicht erkennbar.
Für die Darstellung der (6) Wirbelsäule und der Rippen, der (7) retrokardialen Rippen, der (8) Lungenspitze und der Darstellung der (9) prä- und retrokardialen Lungenanteile wurde eine dreistufige Bewertungsskala angewendet: 1 = schlecht; 3 = nicht entscheidbar; 5 = gut. Für die statistische Analyse wurden ein χ2-Test in einem 95% KI durchgeführt.

2.3 Klinischer Vergleich verkalkter Pathologien anhand von Dual Energy und Standardröntgen

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Studienziel war es zu vergleichen, ob die zusätzliche Verwendung der Dual Energy Technik Verkalkungen im Thoraxröntgenbild besser darzustellen vermag als das Standardröntgenverfahren.[6] Als Goldstandard verwendeten wir CT-Untersuchungen mit KM-Gabe am Somatom Plus 4 Volume Zoom (Siemens, Erlangen, Deutschland).
Untersucht wurden 20 Patienten mit insgesamt 37 Verkalkungen. Wiederum erfolgte die Auswertung der Thoraxröntgenbilder durch vier unabhängige Radiologen. Als Negativkontrollen dienten dabei 28 Lokalisationen des gleichen Patientenkollektivs, die im CT definitiv nicht verkalkt waren. Die randomisierte Begutachtung von Standardröntgenbildern und Standardröntgenbildern inklusive der Knochen- und Weichteilbilder erfolgte im Abstand von einer Woche. Die Ergebnisse wurden ausgewertet, Sensitivität, Spezifität, Positiver Vorhersagewert und Negativer Vorhersagewert berechnet. Zusätzlich wurde ein Qualitätsfaktor für die statistische Analyse berechnet. Er entspricht der Summe der richtig positiven Entscheidungen und richtig negativen Entscheidungen, dividiert durch die Anzahl aller theoretischer Pathologiefelder (37 Verkalkungen + 28 Negativkontrollen = 65). Für die statistische Analyse nutzten wir den Wilcoxon-Test und den Test nach Brunner und Langer. Um die Dosiserhöhung des zusätzlichen Energieschusses des DE-Gerätes zu ermitteln, wurde die Hauteintrittsdosis mittels eines Phantoms (Alderson-Rando-Phantom) und eines Dosimeter (Radcal, Model 2026c, Radcal Co., Monrovia, California) gemessen.
[Details siehe Publikation Nr.3, S. 1521, Table 1]

2.4 Klinischer Vergleich nichtverkalkter Lungenrundherde anhand von Dual Energy und Standardröntgen

Ziel dieser Studie war es herauszufinden, inwieweit die Dual Energy Technik nichtverkalkte Rundherde im Thoraxröntgenbild besser darzustellen vermag als das Standardröntgenverfahren allein. Wir untersuchten 20 Patienten mit insgesamt 59 im CT nachgewiesenen Lungenrundherden der Größe von 0,3 – 2,5 cm.
Die Lungenrundherde wurden anhand ihrer Größe in Subgruppen eingeteilt: Gruppe 1 (größer als 1 cm), Gruppe 2 (0,5 – 1 cm) und Gruppe 3 (kleiner 0,5 cm). Als Einschätzung der Erkennungssicherheit dieser Lungenpathologien wurde dabei folgende Skalierung verwendet:
(1) sicher kein Rundherd, (2) wahrscheinlich kein Rundherd, (3) nicht sicher positiv oder negativ [indifferent], (4) wahrscheinlich ein Rundherd, (5) sicher ein Rundherd.[12]
21 Lokalisationen wurden als Negativkontrolle bestimmt. Die Röntgenuntersuchungen wurden mit dem oben beschriebenen XQI Revolution Gerät, die CT Untersuchungen plus Kontrastmittelgabe mit Somatom Plus 4 Volume Zoom, Siemens, Erlangen,Germany durchgeführt. Vier erfahrene Radiologen begutachteten randomisiert die Standardröntgenbilder und im Abstand von einer Woche die Knochen- und Weichteilbilder zusätzlich zu den Standardröntgenbildern. Zusätzlich gruppierten wir die Gutachter in zwei Gruppen: Gruppe 1 - erfahrene DE-Gutachter und Gruppe 2 - unerfahrene DE-Gutachter. Die unerfahrenen DE-Gutachter wurden mittels 20 Test-DE-Bildern an die neue Technik herangeführt.
Die Ergebnisse wurden ausgewertet, Sensitivität, Spezifität, Positiver Vorhersagewert und Negativer Vorhersagewert berechnet. Die statistische Analyse führten wir mit dem Test nach Brunner und Langer durch. Um die Dosiserhöhung des zusätzlichen Energieschusses des DE-Gerätes zu ermitteln, wurde die Hauteintrittsdosis mittels eines Phantoms (Alderson-Rando-Phantom) und eines Dosimeter (Radcal, Model 2026c, Radcal Co., Monrovia, California) gemessen.


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14.09.2006