Originalarbeiten -
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Erfahrungen mit der digitalen Lumineszenzradiographie (DLR) in der pädiatrischen Radiologie Von H. Vosshenrich, W. Weiyel, 11. Fischer, M. Funke und E. C'rc~bbe
... Zusammenfassung
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Röntgeniintersuchungen in1 Kindesalter stellen aufgrund ihres breiten Iridikationsspektrurns hohe Anforderiingeri a n Expositionsspielraum, Ortsund Kontrastauflösung. Zur Ermittlung des diagnostischen Stellenwertes der digitalen Lurniiieszenzradiographie iDLR) wurden 200 Abdomenübersichtsaufnahmen mit und ohne Kontrastmittel, 600 Aufnahmen des kindlichen Skelettsysten~sund 300 Thoraxaufnahmen als Verlaufsaufnahmen sowohl digital mit 50 % der konventionellen Expositionsdosis als auch konventionell mit 250er Film-Folien-Kombinationen durchgeführt. Beim Vergleich der digitalen und konventionellen Aufnahmen erwies sich die DLR gegenüber der konventionellen Röntgentechnik trotz Dosisreduktion und niedriger digitaler Ortsaufiösiing in der Abdomen- und der Skelettdiagnostik als gleichwertig. Da die kantenbetonte DLR-Ausspielung keinen diagnostischen Zugewinn erbrachte, kann bei der abdominellen Röntgenuntersuchung auf sie verzichtet werden. Aufgrund der niedrigeren Ortsauflösung ist die DLR in der Thoraxuntersuchung bei Neugeborenen und Säuglingen nur bedingt anwendbar.
(;i.ittii~geii
Experiences wilh digital luminescence radiography (DLR) in paediatric radiology . -
X-ray exaininations represent a variety of indications with different demands on exposure latitude. spatial and contrast resolution of screeii-filmSystem combii~ationsin paediatric radiography. The value of digital lurninescent radiography (DLR) was compared to conventional X-ray exaininations carried out with screen-film-systems, speed class 200, by aiialysing rnatched digital and conventional exposures in 200 abdominal, 600 skeletal and 300 chest examinations. The exposure of DLR was reduced to 50 % of conventional exposure. Analysiiig the results in abdominal and skeletal radiography, DLR proved to be diagnostically equivalent to conventional radiography despite the reduction in exposure dose. DLR of the newborn chest compared to conventional X-ray stiidies was not always cuficient due to lower digital spatial resolution.
Key words
Schlüsselwörter P - -
Digitale Lumineszenzradiographie iatrische Rontgendiagnostik
Päd-
Einleitung Digitale bildgebende Verfahren wie die Sonographie (US). die Computertomographie (CT), die digitale Subtraktionsangiographie (DSA) und zuletzt die Kernspintomographie (MRT) haben sich seit langem in der radiologischen Diagnostik etabliert. Die überwiegende Zahl radiologischer Untersuchungen wird jedoch weiterhin in konventioneller Röntgentechnik mit hochauflösenden Film-Folien-Kombinationen erstellt. Ziel der digitalen Radiographie muß es daher sein, eine entsprechende Abbildungsqualität im Hinblick auf Ortsaufiösung und Kontrast zu erreichen, fehlexponierte Aufnahmen zu reduzieren. die Nachverarbeitung zur Optimierung des Bildes zu nutzen und mittelfristig die Möglichkeiten der Langzeitarchivierung und der Bildiibertragung (PACS) auszuschöpfen. Fortschr. Röntgenstr. 156.2 (1992)107-1 11 O GeorgThiemeVerlag Stultgart . New York
Digital lurninescence radiography Paediatric x-ray diagnostics
Seit den ersten grundlegenden Beschreibungen über die DLR (6, 22) ist eine Vielzahl von Publikationen erschienen. Die meisten Erfahrungen liegen hierbei auf dem Gebiet der Erwachsenenradiologie vor. Ziel dieser Arbeit ist es, die Einsatzmöglichkeiten der digitalen Lumineszenzradiographie in der pädiatrischen Röntgendiagnostik vorzustellen und kritisch zu würdigen. Methode
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Die Untersuchiingen wurden mit einem seit Juli 1989 eingesetzten D1.R-System (PCR Version 1.0. Fa. Philips) durchgeführt, das mit einer Workstation voiri Typ DMS 20 verbunden ist. I'rinzip und Tcchnik der DLR sowie die Funktionsweise dieser spezicllen Workstation sind i n andercn Arbeiten bereits ausführlich beschrieben (4, 20,21.24-26). L)ie Untersuchunaseirilieit wurde innerhalb dcr zentral gelegenen Röntgenabteilung mit relativ kurzen Wegezeiten zu den etablierten Arbeits~lätzenaufgestellt. Eine Ausnahme bildeten die Notaufnahme und die ~ a c h s ~ ~ t i o ndie c n von . der zcntralcn Höntgenabtcilungräumlich getrennt sind. Für den Routine-
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Abt. Höntgriidiagnostik I fI.eilci.-ProC I)r. ilied. E. (irabhel in1 Klinikum der (ieorg-Augusl-Uiiiversiliil
108 Fortschr. Höntgenslr. 156.2 -- -
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R. Vossheririch und Mitarb.
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100jPleurale
Grenzflächen
Gefäße in der Lungenperipherie
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Bewertung
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I = Konventionelle Röntgenaufnahme
I = Konventionelle Röntgenaufnahme
W = Konventionell angeglichene DLR EI = Kantenbetonte DLR
Konventionell angeglichene DLR iZZ = Kantenbetonte DLR
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-gut
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beurteilbar beurteilbar beurteilbar
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gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Abb. 1 Beurteilbarkeit der pleuralen Grenzflächen.
Abb. 2
betrieb in der pädiatrischen Radiologie stand das ULK-System während der täglichen Dienslzeil. zur Verfügung. Nach einer kurzen Einarbcitungszcit war jede MTKA mit der Handhaburig der Einheit vertraut.
Da die Verwendung einer Lielichtungsautomatik in dicsen Lebensaltern ~roblcmatischist. wurde mundsätzlich eine freie ~ e l i c h t u n ~ ~ e w i Es h l terfolgte . bei allen ~ u h a l i n i e reine i Vorfilterunn mit 0.1 mm Kupfer und 1.0 mm Aluminium. Der ~okus-t;ilmlAbstand (FFA) betrug in allcr Regel 100 crn; cinzigc! Ausnahme waren die Thoraxaufnalimeri mit eiriem FFA von 150 Cm. Die Magen-Darm-Untersuchungen wurden an einem konvcntionellen Durchleuchtungsarbeitsplatz (Diagnost 73 P. Fa. Philips) durchgeführt. Die Thoraxaufnahmeii und die übrigen Röntgenuntersuchungen erfolgten an einem Thorakomaten bzw. einem Bucky-Tisch (BT-S 4. Fa. Philips). Ein direkter Vergleich zwischen 250er Film-Folien-Kombinatjoneri und DLR war irisofern möglich, da bei einer Vielzahl von Patienten Vergleichsaufnahmen in konventioneller Technik vorlagen.
In Abhängigkeit von der Untersuchungstechnik, der interessierenden Region und der Körpergröße der zu untersuchenden Kinder kamen Folieii der Formate 35 x 35,24 x 30 und 18 X 24 cm zur Anwendung. Dies entspricht einer Matrixgröße von 1760 X 1760, 1576 x 1975 bzw. 1770 x 2370 Pixeln mit einer theoretischen Auflösung von 2.5-5 Lp/mm. Die Grauwerttiefe betrug 1 0 bit cntsprechend 1024 Graustufen. Die Bildwiedergabe erfolgte iiiit Ililfe einer Laserkamera auf cincr 25.7 x 36,4 crn großen Hardcupy (Fa. Fuji CR 633). Bei Verwendung von 18 x 24 cm großen Folien wurden Einzclbilder. bei der, ührigc.ii ~ilinforinatkiDoppelbilder aiisgcgchcn: dabei war das linke Bild üblicherweise einer konventionelleii Röntgeiiaufiialinie angeglichen. das rcchtc entsprechend den diagnostischen Erfordernissen kaiitenb~toiitdargestellt. In Ahhänagkeit von den unterschiedlichen ~ltersstuf& und den angewandten Untersuchungstechniken wurden die vorgegebenen BildverarbeitungsparametFr variiert uiid rest einprog;ammiert, so daß eine Bildnachvcrarbeitung an der Workstation nur in Ausnahmefallen erforderlich war. Von Juli 1989 bis Mai 1990 wurden in der Pädiatrie 1100 Röritgenaufnahmen mit dem DLR-System angefertigt. Mehr als 75 % aller Untersuchurigeri erfolgten iiii Bereich des Abdomens, des Schädels und des Thorax. Das Alter der Kinder betrug wenige Tage bis 14 Jahre. In diesen Lebensaltern unterscheiden sich die Belichtungsparameter stark. so daß eine Einteilung in 3-4 Altersstufen (je nach untersuchter Körperregion) erfolgte. Als Standard wurden dabei zunächst die Belichtungsparameter herangezogen. die sich bei der Anfertigung von Röntgeiiaufnahmen mit herkömmlichen 250er Film-Folien-Kombinalionen (Lanex Medium. Fa. Kodak) bewährt hatten. Ausgehend von dicsen Belichtungsparametern wurde dann das eiitsprecheiide inAc-Produkt um 50 %reduziert.
Beurteilbarkeit der GefäBe in der Lungenperipherie.
Darüber hinaus wurden 5 0 Kinder im Alter von wenigen Tagen bis 8 Jahren ausgewählt. bci denen im Verlauf Thoraxaufnahmen in konventioneller und iii digitaler Teclinik angefertigt waren. Die konventionellen Aufnahmen. die konventionell angeglichenen und die kantcnbctonten DLR-Ausspiclungen der Patienten wurden voneinander getrennt, anonymisierl urid nach Zufallszahlen kodiert. Die Auswertung der 150 Röntgenbilder hinsichtlich der Darstellbarkeit anatornisclier Strukturen erfolgte anhand eines Fragebogens durch 4 in der Thoraxdiagnostik erfahrene Radiologen. Dabei wurde ermittelt, a b ein y t c s , ein ausreichendes oder ein nicht beurteilbares Ergebnis vorlag.
Klinische Erfahrungen und Diskussion Der Stellenwert der konventionellen Röntgendiagnostik in der Intensivmedizin ist heute unumstritten (7, 9), die hierbei auftretenden Probleme sind allerdings hinlänglich bekannt. Daher wird die DLR-Technik in zunehmendem Maße auch auf Intensivstationen eingesetzt (1, 14, 18, 23, 26). In der Pädiatrie gibt es jedoch einige Besonderheiten. die den Einsatz dieser Methode limitieren können. Dies trifft insbesondere für radiologische Untersuchungen von Früh- und Neugeborenen zu. Bereits das Einbringen einer DLR-Kassette ist vielfach schwieriger als die Verwendung herkömmlicher Kassetten, weil die kleinsten zur Zeit verfügbaren Lumineszenzfolien (18 x 24 cm) fast doppelt so groß wie die bisher verwandten Filmformate (1 3 X 18 cm) sind. Sie können daher nur mit erheblicher Mühe in den Inkubatoren
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Gefäl3e irn Lungenkern
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I = Konventionelle Röntgenaufnahme O = Konventionell angeglichene DLR Zl = Kantenbetonte DLR 1 2 3
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Fortschr. Röntgenstr. 156.2 109
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Wirbelsäule und paraspinale Strukturen
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Abb. 3
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unter die durch ein komplettes Monitoring überwachten kleinen Patienten plaziert werden und sind im Verhältnis zur Körpergröße deutlich überproportioniert.
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Konventionelle Röntgenaufnahme
D - Konventionell angeglichene DLR EI = Kantenbetonte DLR
gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Beurieilbarkeit der Gefä6e im Lungenkern.
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Abb. 4
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gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Beurteilbarkeit der Wirbelsäule und der paraspinalen Strukturen.
Fktrokardialer Raum
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Des weiteren ergab unsere Vergleichsstudie von 150 Thoraxaufnahmen, daß die pleuralen Grenzflächen, die Cefaße in der 1,ungenperipherie und im Lungenkern, die Wirbelsäule und die paraspinalen Strukturen sowie der retrokardiale Raum mit einer konventionellen Film-Folien-Kombination der Verstärkungsklasse 250 deutlich besser beurteilt werden können als mit der DLR (Abb. 1-5). Insofern sind aufgrund der limitierten Ortsauflösung der DLR-Aufnahmen (3) feine interstitielle LungenProzesse schwerer zu erkennen als mit herkömmlichen FilmFolien-Kombinationen, ein Effekt. der aus der Ewachsenenradiologie bereits bekannt ist (h,8. 14). Durch eine kantenbetonte Ausspielung können ferner pathologische Luftansammlungen an den Grenzflächen von Mediastinum und Lungengewebe vorgetäuscht werden, die selbst bei Reduktion dieser Parameter auf ein Minimum nicht gänzlich entfallen. Bei einer Dosisreduktion um 50 % bei der DLR - verglichen mit einer Film-Folien-Kombination der Verstärkungsklasse 250 -ist mit einem weiteren Verlust an diagnostischer Aussage zu rechnen (19). Diese Erfahrungen stehen im Widerspruch zu den Ergebnissen von Kogutt und Mitarb. ( 1 3) sowie zweier weiterer amerikanischer Arbeitsgruppen (2, 10). die bei einer Dosisreduktion von bis zu 50 % keinen wesentlichen lnformationsverlust bei der Beurteilung der Thoraxorgane beschrieben haben. Eine Klärung dieses Sachverhaltes bleibt weiteren Untersuchungen und einer ROC-Analyse vorbehalten. an denen wir derzeit arbeiten. Hinzu kommt, daß bei Verwendung größerer DLR-Formate (24 X 30 cm) im Säuglings- und Kleinkindesalter mit der Befunddokumentation auf kleine Hardkopies die Detailerkennbarkeit zusätzlich reduziert wird. Aus diesen Gründen fertigen wir Thoraxaufnahmen bei Kindern unter 3 Jahren derzeit nur noch in herkömmlicher Röntgentechnik an. In der Röntgendiagnostik des kindlichen SkclettSystems bietet die DLR eine Reihe von Vorteilen. Aufgrund des großen Belichtungsspielraumes sind Fehlbelichtungen Praktisch ausgeschlossen. Insbesondere in der Verlaufsbeobachtung von dys-
1
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Bewertung
Konventionelle Röntgenaufnahme Konventionell angeglichene DLR EI = Kantenbetonte DLR =
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Abb. 5
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gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Beurieilbarkeit des retrokardialen Raumes.
plastischen, aseptischen und entzündlichen Knochenerkrankungen ist häufig eine Vielzahl von Kontrollaufnahmen erforderlich, so daß eine Dosisreduktion pro Untersuchung aus strahlenhygienischer Sicht von hoher Relevanz ist. Bei der Anwendung der DLR können derartige Kontrollaufnahmen ohne i3eeinträch&ng der diagnostischen Beurteilbarkeit mit der Hälfte der Dosis - bezogen aufeine 250er Film-Folien-Kombination - erstellt werden. ~ k s e Dosisreduktion läßt sich allerdings auch mit neu entwickelten 400er Film-Folien-Kombinationen erreichen. Ob eine ausreichende Abbildungsqualität auch bei weiterer Dosisreduktion zu erzielen ist. wird derzeit untersucht. Die von Kogutt (12) beschriebene Dosisreduktion um 96 bis 98 % bei der ßestirnmung der Beinlänge ist dagegen nach unseren Erfahrungen kaum zu realisieren.
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F~fahrungen rnit der digitaler! Lumineszenzradiographie (DLH)in der pädiatrischen Radiologie
Für die häufig indizierte Ilnndaiißiahnie irn Rahmen der üiagnostik der kiiöclieriien Reife sowie zur Ermittlung der prospektiven Eridläiige bei Endokrinopathien ist die DLK optinial einsetzbar. Hingegen macht sich bei der Feinbeurteilbarkeit der Knochenbälkchen die geringere Ortsaufiösung der VLH. verglichen mit einer 100er Film-Folien-Kombination. störend bernerkbar. Diesr Beobachtung wird durch eine ROC-Studie von Pelers und Mitarb. bestätigt (19). Bei der Erstuntersuchung im Kahmen einer Rachitis oder eines Phosphatdiabetes fertigen wir deshalb weiterhin Röntgenaufnahmen der Iland niit koriventionellen FilmFolien-Kombinationen an. Als mangelhaft wird schließlich das 1;ehlen geeigneter Formate für Wirbelsäulenganzaufnahnien in der Diagnostik lind Veriaufskontroiie von Skoliosen älterer Kinder empfunden. In der abdominellen Röntgendiagriostik ergab sich trotz der geringfigig niedrigeren Ortsaufiösung der digital erstellten Aufnahmen weder eine Einbuße der BildqualitYt noch eine erhöhte Unsicherheit in der Diagnosestellung. verglichen mit konventionellen 1,'ntersuchungen. Bei der Urographie führte auch eine Dosisrediiktion um 50 % - analog den ROC-Studien iri der Erwachsenenradiologie (5, 15) - - zii keinem Inforrnationsverlust (Abb. 6 ) . Die Darstellung des Magen-Darm-Kanals konnte ebenfalls ohne Einschränkung mit Hilfe von digital erstellten Aufnahmen vorgenommen werden. Dies entspricht den Ergebnissen der HOC-Studien von Kaslur~und Mitarb. und Krug und Mitarb. in der Erwachsenenradiologie (I 1, 16. 17). Die kantenbetonte DI,R-Ausspielung erbrachte dagegen weder in der Magen-Darm-Lliagnostik
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Abb. 6 Urograrnrn: Hufeisenniere mit Erweiterungdes Nierenbeckenkelch Systems beidseits. KonventionelleAufnahme(a). Konventionell angeglichene (b) und kantenbetonte DLR.Ausspielung(C).
Edahrungen mit der digilalen Lurr~irzcszenzradiographieIDLH) in der -- - -.
Schlußfolgerungen
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P -
1. Der roiitincmäl3ige Einsatz d e r DLR in d e r Kindcbrradiologie ist bedingt vertretbar. 2. In d e r Tlioraxdiagnostik des Neugeborcnciii und Säuglings sind diagnostische Einbußen evident. Eine 1)osisreduktion verstärkt diese Problematik. Kleinere Folicnformate (7.. R. 1 3 x 18 cm) mit einen1 höhercn Aufliisungsvcrmögen fehlen. 3. In d e r gastrointestinalen und urographischen Hohlraumdiagnostik sowie bei speziellen FragesleHungen in der pädiatrischen Skelettdiagnostik ist eine Dosisrediiktioii möglich. In d e r Skoliosediagnostik älterer Kinder wären gröflere Formate Kir Wirbelsäulcnganzaufn a h m e sinnvoll. 4. Durch den Einsatz von modernen 400er Filrn-FolienKombinationen wird die in bestimmten Fällen mögliche Dosisreduktion mit d e r DLR jedoch relativiert. 5. Bei Verlaufskontrollen ermöglicht d e r größere Expositionsspielraum eine konstantere Schwärzung und eine Vermeidung von Fehlexpositionen. 6. Die kantenbetonte D1.R-Ausspielung erbringt keine diagnostische Mehrinforrnation. s o d a ß auf sie in d e r pädiatrischen Radiologie verzichtet werden kann.
Literatur Busch, M. P., A. Winter-Nossek, U. ßettrke, P. Kohler, M. Ceorgi: Lungenaufnahmen i i i der Intcnsivniedizin. Fortschr. Röntgenstr. 152 (1990) V o h e n , M. D., D. A. Cory, J . A. Srnith. N. J. Broderick, B. Long: Digital radiography i i i examinations of the newborn chest. Medicarnundi 33 (3)(1988) 133- 138 .' Döhring, W.:Die digitale Lumineszeiizradiographie. In: Digitale Radiographie. Refera1.e und Vorträge; Riernann, H. E.. J. Kollath, 0. Rienhuff (Hrsg.). Schrietztor. Konstanz (1987) 27-39 Döhring, W . , M. Prokop, B. Bergh, F. Buchmann, J. Schn~idt: Prinzip und Anwendung der digitalen Lurnineszcnzradiographie. Rör~tgenstrahlen56 (1986) 16 -23 Fajardo, L. L., 8. J. Ilillmann, T. B. Hunter, H. R. Claypool, B. R. Westerrnan, et al.: Excretory urography using computed radiography. Radiology 162 (1987) 345-351 V r a s c r . G. K..E. Breatnach, G. 1: Barnes: Digital radiography of the chest: clinical experieiice with a prototype unit. Radiology 148 (1983) 1-5 Henschke, C. J . . G. S. Pasternack, St. Sctrroedcr. K. K. Hart. P. G. Iferman: Bedside cliest radiography: diagnostic cfficacy. Kadiology 149 (1983) 23-26 V f i n t z e , A., G. Jötlen: Digitale Radiographie. Erfahrungen rriit dem SP-Systcm. Fortschr. Röntgcnstr. 145 (1986) 91 -97 Janower, M. L.. Z. ,lcnnas-Nocern,J. Mükai: Utility arid efficacy of portable chest radiographs. Amer. J. Roentgenol. 142 (1984) 265-267 l0 Kangarloo. H.. M. I. Boechat, 2. Barbaric, R. K. iaira, P. S. Ctlo, et al.: Two-year cliriical experience with a cornputcd radiography systern. Amcr. J. Hoentgenol. 151 (1988) 605-608 I ' Kastan, D. J., L. V Ackerman, P. J. Feczko: Digital gastroiritestirial iniaging: the efiect oipixcl size on detectioii of subtle mucosal abnormalitics. Hadiology 162 (1987) 853-856 l2 Kogutt, M. 5.: Cornputed radiographic irnaging: use in low-dose leg length radiograpliy. Amcr. J . Roentgenol. 148 (1987) 1205-1206 I
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Kogutt. M. S.. J. P. .lorzes, D. D. Perkins: Low-dose digital cornputcd radiography iri pediatric chest imaging. h e r . J . Roeritgeiiol. 151 (1988) 775-779 l 4 Krug. B.. K. F. R. Ner&zng, G. l'riedmann: Vergleich der digitalen Lumineszenzradiograpliie mit der konventionellen Thoraxdiagnostik. In: Digitale Radiographie. Referatr! und Vorträge: Hiernänn, H. E.. .I. Kollath. 0. Hienhoff(Hrsg.).Sr,hnetztor. Konstanz (1989) 342-347 ' j Krug. B., W. Steinbrich, M. Dietlein. A. Altenburg, 771. Küpper und Mitarb.: Aiisschcidungsurogramme in digitaler 1.umincszitnzradiographie (D1.R) und konventioneller Höntgentechiiik. In: Digitale Bildgebung. Iriterveritionelle Rndiologic. Integrierte digitale Radiologie; Schneider, C. H.. E. Vogeler. H. Koccvcr (Hrsg.). Blackwell Ueberreuter Wissenschafts-Verlag. Rerlin (1990) 223 -228 I" Krug, B.. W. Steinhrich, M. Dietlein, H . Lorenz. A. Altenburg und Mitarb.: Abdomirielle Röntgendiagnostik in digitaler 1.iirnineszenzradiographie (DLR) - Vergleich mit konventionellen FiliriFolien-Systemen. Röntgen-BI. 43 (1990) 181 -1 87 I 7 Krug. B., W. Steinbricti. R. Lorenz. St. Glathe, M. Dietleirr und Mitarh.: Kolonkontrasteirilaui in digitaler Lumineszenzradiographie (D1.R) und konventioneller Röntgentechnik: Fortschr. Röntgenstr. 152 (1990) 131-136 l 8 Oestrnanrt. J . W., R. Greene: Digitale Radiographie in der Tlioraxdiagnostik. Fortschr. Höntgenstr. 150 (1989) 465-471 I' Pctcrs, P. E., W. Wiesmanri, U. Bick, H. Lenzen: Lurnineszenzradiographio. In: Digitale Projektionsradiographic: Busch. H . P.. M. Georgi (Hrsg.). BlackweU Ueberreuter Wissenschafts-Verlag. Berlin (1990) 52-54 Schnakenberg, B.: Technik des Philips Computed Hadiography (PCR). Iii: Digitale Radiographie. Referate und Vorträge; Hiernann. H. E., J. Kollath. 0.Rienhoff (Hrsg.). Schnetztor, Konstanz (1989) 226-231 Schwerrner. ß.. G. Wittc. V . Nikolas, E. Bücheler: Klinische und tcchnische Erfahrungen mit der digitalen Lurnineszeiizradiograpliie bei der Phlebographie des Beincs. Fortschr. Röntgenstr. 152 (1 990) 159-162 Sonoda, M., M. Takano. J. Miyahara. H. Kato: Computed radiography utilizing scanning laser stimulated luminescence. Hadiology 148 (1983) 833-838 23 Wittc, G., H. W. ßause. R. Maas, W . 1)othrnann. B. Schwerrrrer, V. Nicolas: Dic laterale Thoraxaufriahme auf der Intensivstation als digitale 1.umineszcnzradiographie (DLR). Fortschr. Röntgenstr. 152 (1990) 41 7-420 Wille. G., H. W. Bause, W. Pothrnarrn. B. Schwermer, M. SchoJer, E. Bücheler: Die l'horaxaufnahme auf der lntensivstation als digitale Lumineszenzradiographie (DLR). Forlschr. Röntgeiistr. 149 (1988) 453-457 2 W i t t e . G., W. Pothmartn, H . W. Uause. V. Nicolas. J. Sctrulte am Esch, b: Bücheler: Die digitale Lumineszenzradiographie (D1.R).Eine neue Untersuchungsriiethode zur Thoraxdiagnostik auf der Intensivstation. Anästh. Intensivther. Notfallrncd. 24 (1989) 60-64 26 Wilte. G., B. Sctlwermer, E. Bücheler: Digitale Lurnineszenzradiographie. Dt. Ärztebl. 86 (37) (1989) B-1807-1 810 I:'
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Dr. rned. R. Vosshenrich -.. Abt. Röntgendiagnostik 1 Uiiiversität Goningen 3400 Göttingen
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noch bci der Urograpliie eine diagnostische Mehrinforrnatioii, so daß aul'sie i i i der abdominellen Diagnostik in aller Regel verzichtet weiden kann (1 5).
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Erfahrungen mit der digitalen Lumineszenzradiographie (DLR) in der pädiatrischen Radiologie Von H. Vosshenrich, W. Weiyel, 11. Fischer, M. Funke und E. C'rc~bbe
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Röntgeniintersuchungen in1 Kindesalter stellen aufgrund ihres breiten Iridikationsspektrurns hohe Anforderiingeri a n Expositionsspielraum, Ortsund Kontrastauflösung. Zur Ermittlung des diagnostischen Stellenwertes der digitalen Lurniiieszenzradiographie iDLR) wurden 200 Abdomenübersichtsaufnahmen mit und ohne Kontrastmittel, 600 Aufnahmen des kindlichen Skelettsysten~sund 300 Thoraxaufnahmen als Verlaufsaufnahmen sowohl digital mit 50 % der konventionellen Expositionsdosis als auch konventionell mit 250er Film-Folien-Kombinationen durchgeführt. Beim Vergleich der digitalen und konventionellen Aufnahmen erwies sich die DLR gegenüber der konventionellen Röntgentechnik trotz Dosisreduktion und niedriger digitaler Ortsaufiösiing in der Abdomen- und der Skelettdiagnostik als gleichwertig. Da die kantenbetonte DLR-Ausspielung keinen diagnostischen Zugewinn erbrachte, kann bei der abdominellen Röntgenuntersuchung auf sie verzichtet werden. Aufgrund der niedrigeren Ortsauflösung ist die DLR in der Thoraxuntersuchung bei Neugeborenen und Säuglingen nur bedingt anwendbar.
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Experiences wilh digital luminescence radiography (DLR) in paediatric radiology . -
X-ray exaininations represent a variety of indications with different demands on exposure latitude. spatial and contrast resolution of screeii-filmSystem combii~ationsin paediatric radiography. The value of digital lurninescent radiography (DLR) was compared to conventional X-ray exaininations carried out with screen-film-systems, speed class 200, by aiialysing rnatched digital and conventional exposures in 200 abdominal, 600 skeletal and 300 chest examinations. The exposure of DLR was reduced to 50 % of conventional exposure. Analysiiig the results in abdominal and skeletal radiography, DLR proved to be diagnostically equivalent to conventional radiography despite the reduction in exposure dose. DLR of the newborn chest compared to conventional X-ray stiidies was not always cuficient due to lower digital spatial resolution.
Key words
Schlüsselwörter P - -
Digitale Lumineszenzradiographie iatrische Rontgendiagnostik
Päd-
Einleitung Digitale bildgebende Verfahren wie die Sonographie (US). die Computertomographie (CT), die digitale Subtraktionsangiographie (DSA) und zuletzt die Kernspintomographie (MRT) haben sich seit langem in der radiologischen Diagnostik etabliert. Die überwiegende Zahl radiologischer Untersuchungen wird jedoch weiterhin in konventioneller Röntgentechnik mit hochauflösenden Film-Folien-Kombinationen erstellt. Ziel der digitalen Radiographie muß es daher sein, eine entsprechende Abbildungsqualität im Hinblick auf Ortsaufiösung und Kontrast zu erreichen, fehlexponierte Aufnahmen zu reduzieren. die Nachverarbeitung zur Optimierung des Bildes zu nutzen und mittelfristig die Möglichkeiten der Langzeitarchivierung und der Bildiibertragung (PACS) auszuschöpfen. Fortschr. Röntgenstr. 156.2 (1992)107-1 11 O GeorgThiemeVerlag Stultgart . New York
Digital lurninescence radiography Paediatric x-ray diagnostics
Seit den ersten grundlegenden Beschreibungen über die DLR (6, 22) ist eine Vielzahl von Publikationen erschienen. Die meisten Erfahrungen liegen hierbei auf dem Gebiet der Erwachsenenradiologie vor. Ziel dieser Arbeit ist es, die Einsatzmöglichkeiten der digitalen Lumineszenzradiographie in der pädiatrischen Röntgendiagnostik vorzustellen und kritisch zu würdigen. Methode
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Die Untersuchiingen wurden mit einem seit Juli 1989 eingesetzten D1.R-System (PCR Version 1.0. Fa. Philips) durchgeführt, das mit einer Workstation voiri Typ DMS 20 verbunden ist. I'rinzip und Tcchnik der DLR sowie die Funktionsweise dieser spezicllen Workstation sind i n andercn Arbeiten bereits ausführlich beschrieben (4, 20,21.24-26). L)ie Untersuchunaseirilieit wurde innerhalb dcr zentral gelegenen Röntgenabteilung mit relativ kurzen Wegezeiten zu den etablierten Arbeits~lätzenaufgestellt. Eine Ausnahme bildeten die Notaufnahme und die ~ a c h s ~ ~ t i o ndie c n von . der zcntralcn Höntgenabtcilungräumlich getrennt sind. Für den Routine-
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
Abt. Höntgriidiagnostik I fI.eilci.-ProC I)r. ilied. E. (irabhel in1 Klinikum der (ieorg-Augusl-Uiiiversiliil
108 Fortschr. Höntgenslr. 156.2 -- -
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R. Vossheririch und Mitarb.
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100jPleurale
Grenzflächen
Gefäße in der Lungenperipherie
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I = Konventionelle Röntgenaufnahme
I = Konventionelle Röntgenaufnahme
W = Konventionell angeglichene DLR EI = Kantenbetonte DLR
Konventionell angeglichene DLR iZZ = Kantenbetonte DLR
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gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Abb. 1 Beurteilbarkeit der pleuralen Grenzflächen.
Abb. 2
betrieb in der pädiatrischen Radiologie stand das ULK-System während der täglichen Dienslzeil. zur Verfügung. Nach einer kurzen Einarbcitungszcit war jede MTKA mit der Handhaburig der Einheit vertraut.
Da die Verwendung einer Lielichtungsautomatik in dicsen Lebensaltern ~roblcmatischist. wurde mundsätzlich eine freie ~ e l i c h t u n ~ ~ e w i Es h l terfolgte . bei allen ~ u h a l i n i e reine i Vorfilterunn mit 0.1 mm Kupfer und 1.0 mm Aluminium. Der ~okus-t;ilmlAbstand (FFA) betrug in allcr Regel 100 crn; cinzigc! Ausnahme waren die Thoraxaufnalimeri mit eiriem FFA von 150 Cm. Die Magen-Darm-Untersuchungen wurden an einem konvcntionellen Durchleuchtungsarbeitsplatz (Diagnost 73 P. Fa. Philips) durchgeführt. Die Thoraxaufnahmeii und die übrigen Röntgenuntersuchungen erfolgten an einem Thorakomaten bzw. einem Bucky-Tisch (BT-S 4. Fa. Philips). Ein direkter Vergleich zwischen 250er Film-Folien-Kombinatjoneri und DLR war irisofern möglich, da bei einer Vielzahl von Patienten Vergleichsaufnahmen in konventioneller Technik vorlagen.
In Abhängigkeit von der Untersuchungstechnik, der interessierenden Region und der Körpergröße der zu untersuchenden Kinder kamen Folieii der Formate 35 x 35,24 x 30 und 18 X 24 cm zur Anwendung. Dies entspricht einer Matrixgröße von 1760 X 1760, 1576 x 1975 bzw. 1770 x 2370 Pixeln mit einer theoretischen Auflösung von 2.5-5 Lp/mm. Die Grauwerttiefe betrug 1 0 bit cntsprechend 1024 Graustufen. Die Bildwiedergabe erfolgte iiiit Ililfe einer Laserkamera auf cincr 25.7 x 36,4 crn großen Hardcupy (Fa. Fuji CR 633). Bei Verwendung von 18 x 24 cm großen Folien wurden Einzclbilder. bei der, ührigc.ii ~ilinforinatkiDoppelbilder aiisgcgchcn: dabei war das linke Bild üblicherweise einer konventionelleii Röntgeiiaufiialinie angeglichen. das rcchtc entsprechend den diagnostischen Erfordernissen kaiitenb~toiitdargestellt. In Ahhänagkeit von den unterschiedlichen ~ltersstuf& und den angewandten Untersuchungstechniken wurden die vorgegebenen BildverarbeitungsparametFr variiert uiid rest einprog;ammiert, so daß eine Bildnachvcrarbeitung an der Workstation nur in Ausnahmefallen erforderlich war. Von Juli 1989 bis Mai 1990 wurden in der Pädiatrie 1100 Röritgenaufnahmen mit dem DLR-System angefertigt. Mehr als 75 % aller Untersuchurigeri erfolgten iiii Bereich des Abdomens, des Schädels und des Thorax. Das Alter der Kinder betrug wenige Tage bis 14 Jahre. In diesen Lebensaltern unterscheiden sich die Belichtungsparameter stark. so daß eine Einteilung in 3-4 Altersstufen (je nach untersuchter Körperregion) erfolgte. Als Standard wurden dabei zunächst die Belichtungsparameter herangezogen. die sich bei der Anfertigung von Röntgeiiaufnahmen mit herkömmlichen 250er Film-Folien-Kombinalionen (Lanex Medium. Fa. Kodak) bewährt hatten. Ausgehend von dicsen Belichtungsparametern wurde dann das eiitsprecheiide inAc-Produkt um 50 %reduziert.
Beurteilbarkeit der GefäBe in der Lungenperipherie.
Darüber hinaus wurden 5 0 Kinder im Alter von wenigen Tagen bis 8 Jahren ausgewählt. bci denen im Verlauf Thoraxaufnahmen in konventioneller und iii digitaler Teclinik angefertigt waren. Die konventionellen Aufnahmen. die konventionell angeglichenen und die kantcnbctonten DLR-Ausspiclungen der Patienten wurden voneinander getrennt, anonymisierl urid nach Zufallszahlen kodiert. Die Auswertung der 150 Röntgenbilder hinsichtlich der Darstellbarkeit anatornisclier Strukturen erfolgte anhand eines Fragebogens durch 4 in der Thoraxdiagnostik erfahrene Radiologen. Dabei wurde ermittelt, a b ein y t c s , ein ausreichendes oder ein nicht beurteilbares Ergebnis vorlag.
Klinische Erfahrungen und Diskussion Der Stellenwert der konventionellen Röntgendiagnostik in der Intensivmedizin ist heute unumstritten (7, 9), die hierbei auftretenden Probleme sind allerdings hinlänglich bekannt. Daher wird die DLR-Technik in zunehmendem Maße auch auf Intensivstationen eingesetzt (1, 14, 18, 23, 26). In der Pädiatrie gibt es jedoch einige Besonderheiten. die den Einsatz dieser Methode limitieren können. Dies trifft insbesondere für radiologische Untersuchungen von Früh- und Neugeborenen zu. Bereits das Einbringen einer DLR-Kassette ist vielfach schwieriger als die Verwendung herkömmlicher Kassetten, weil die kleinsten zur Zeit verfügbaren Lumineszenzfolien (18 x 24 cm) fast doppelt so groß wie die bisher verwandten Filmformate (1 3 X 18 cm) sind. Sie können daher nur mit erheblicher Mühe in den Inkubatoren
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--
dP -=
Gefäl3e irn Lungenkern
-
70
.-
1
2
=
= =
..
-.
3
70
Bewertung
1
I = Konventionelle Röntgenaufnahme O = Konventionell angeglichene DLR Zl = Kantenbetonte DLR 1 2 3
-
Fortschr. Röntgenstr. 156.2 109
--
Wirbelsäule und paraspinale Strukturen
80
Abb. 3
--
.
=
unter die durch ein komplettes Monitoring überwachten kleinen Patienten plaziert werden und sind im Verhältnis zur Körpergröße deutlich überproportioniert.
3
Bewertung
Konventionelle Röntgenaufnahme
D - Konventionell angeglichene DLR EI = Kantenbetonte DLR
gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Beurieilbarkeit der Gefä6e im Lungenkern.
2
Abb. 4
1z- 4
1
=
2
=
3
=
gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Beurteilbarkeit der Wirbelsäule und der paraspinalen Strukturen.
Fktrokardialer Raum
Oe 80
Des weiteren ergab unsere Vergleichsstudie von 150 Thoraxaufnahmen, daß die pleuralen Grenzflächen, die Cefaße in der 1,ungenperipherie und im Lungenkern, die Wirbelsäule und die paraspinalen Strukturen sowie der retrokardiale Raum mit einer konventionellen Film-Folien-Kombination der Verstärkungsklasse 250 deutlich besser beurteilt werden können als mit der DLR (Abb. 1-5). Insofern sind aufgrund der limitierten Ortsauflösung der DLR-Aufnahmen (3) feine interstitielle LungenProzesse schwerer zu erkennen als mit herkömmlichen FilmFolien-Kombinationen, ein Effekt. der aus der Ewachsenenradiologie bereits bekannt ist (h,8. 14). Durch eine kantenbetonte Ausspielung können ferner pathologische Luftansammlungen an den Grenzflächen von Mediastinum und Lungengewebe vorgetäuscht werden, die selbst bei Reduktion dieser Parameter auf ein Minimum nicht gänzlich entfallen. Bei einer Dosisreduktion um 50 % bei der DLR - verglichen mit einer Film-Folien-Kombination der Verstärkungsklasse 250 -ist mit einem weiteren Verlust an diagnostischer Aussage zu rechnen (19). Diese Erfahrungen stehen im Widerspruch zu den Ergebnissen von Kogutt und Mitarb. ( 1 3) sowie zweier weiterer amerikanischer Arbeitsgruppen (2, 10). die bei einer Dosisreduktion von bis zu 50 % keinen wesentlichen lnformationsverlust bei der Beurteilung der Thoraxorgane beschrieben haben. Eine Klärung dieses Sachverhaltes bleibt weiteren Untersuchungen und einer ROC-Analyse vorbehalten. an denen wir derzeit arbeiten. Hinzu kommt, daß bei Verwendung größerer DLR-Formate (24 X 30 cm) im Säuglings- und Kleinkindesalter mit der Befunddokumentation auf kleine Hardkopies die Detailerkennbarkeit zusätzlich reduziert wird. Aus diesen Gründen fertigen wir Thoraxaufnahmen bei Kindern unter 3 Jahren derzeit nur noch in herkömmlicher Röntgentechnik an. In der Röntgendiagnostik des kindlichen SkclettSystems bietet die DLR eine Reihe von Vorteilen. Aufgrund des großen Belichtungsspielraumes sind Fehlbelichtungen Praktisch ausgeschlossen. Insbesondere in der Verlaufsbeobachtung von dys-
1
2
3
Bewertung
Konventionelle Röntgenaufnahme Konventionell angeglichene DLR EI = Kantenbetonte DLR =
=
1 2 3
Abb. 5
= = =
gut beurteilbar ausreichend beurteilbar nicht beurteilbar
Beurieilbarkeit des retrokardialen Raumes.
plastischen, aseptischen und entzündlichen Knochenerkrankungen ist häufig eine Vielzahl von Kontrollaufnahmen erforderlich, so daß eine Dosisreduktion pro Untersuchung aus strahlenhygienischer Sicht von hoher Relevanz ist. Bei der Anwendung der DLR können derartige Kontrollaufnahmen ohne i3eeinträch&ng der diagnostischen Beurteilbarkeit mit der Hälfte der Dosis - bezogen aufeine 250er Film-Folien-Kombination - erstellt werden. ~ k s e Dosisreduktion läßt sich allerdings auch mit neu entwickelten 400er Film-Folien-Kombinationen erreichen. Ob eine ausreichende Abbildungsqualität auch bei weiterer Dosisreduktion zu erzielen ist. wird derzeit untersucht. Die von Kogutt (12) beschriebene Dosisreduktion um 96 bis 98 % bei der ßestirnmung der Beinlänge ist dagegen nach unseren Erfahrungen kaum zu realisieren.
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"1
F~fahrungen rnit der digitaler! Lumineszenzradiographie (DLH)in der pädiatrischen Radiologie
Für die häufig indizierte Ilnndaiißiahnie irn Rahmen der üiagnostik der kiiöclieriien Reife sowie zur Ermittlung der prospektiven Eridläiige bei Endokrinopathien ist die DLK optinial einsetzbar. Hingegen macht sich bei der Feinbeurteilbarkeit der Knochenbälkchen die geringere Ortsaufiösung der VLH. verglichen mit einer 100er Film-Folien-Kombination. störend bernerkbar. Diesr Beobachtung wird durch eine ROC-Studie von Pelers und Mitarb. bestätigt (19). Bei der Erstuntersuchung im Kahmen einer Rachitis oder eines Phosphatdiabetes fertigen wir deshalb weiterhin Röntgenaufnahmen der Iland niit koriventionellen FilmFolien-Kombinationen an. Als mangelhaft wird schließlich das 1;ehlen geeigneter Formate für Wirbelsäulenganzaufnahnien in der Diagnostik lind Veriaufskontroiie von Skoliosen älterer Kinder empfunden. In der abdominellen Röntgendiagriostik ergab sich trotz der geringfigig niedrigeren Ortsaufiösung der digital erstellten Aufnahmen weder eine Einbuße der BildqualitYt noch eine erhöhte Unsicherheit in der Diagnosestellung. verglichen mit konventionellen 1,'ntersuchungen. Bei der Urographie führte auch eine Dosisrediiktion um 50 % - analog den ROC-Studien iri der Erwachsenenradiologie (5, 15) - - zii keinem Inforrnationsverlust (Abb. 6 ) . Die Darstellung des Magen-Darm-Kanals konnte ebenfalls ohne Einschränkung mit Hilfe von digital erstellten Aufnahmen vorgenommen werden. Dies entspricht den Ergebnissen der HOC-Studien von Kaslur~und Mitarb. und Krug und Mitarb. in der Erwachsenenradiologie (I 1, 16. 17). Die kantenbetonte DI,R-Ausspielung erbrachte dagegen weder in der Magen-Darm-Lliagnostik
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Abb. 6 Urograrnrn: Hufeisenniere mit Erweiterungdes Nierenbeckenkelch Systems beidseits. KonventionelleAufnahme(a). Konventionell angeglichene (b) und kantenbetonte DLR.Ausspielung(C).
Edahrungen mit der digilalen Lurr~irzcszenzradiographieIDLH) in der -- - -.
Schlußfolgerungen
..
P -
1. Der roiitincmäl3ige Einsatz d e r DLR in d e r Kindcbrradiologie ist bedingt vertretbar. 2. In d e r Tlioraxdiagnostik des Neugeborcnciii und Säuglings sind diagnostische Einbußen evident. Eine 1)osisreduktion verstärkt diese Problematik. Kleinere Folicnformate (7.. R. 1 3 x 18 cm) mit einen1 höhercn Aufliisungsvcrmögen fehlen. 3. In d e r gastrointestinalen und urographischen Hohlraumdiagnostik sowie bei speziellen FragesleHungen in der pädiatrischen Skelettdiagnostik ist eine Dosisrediiktioii möglich. In d e r Skoliosediagnostik älterer Kinder wären gröflere Formate Kir Wirbelsäulcnganzaufn a h m e sinnvoll. 4. Durch den Einsatz von modernen 400er Filrn-FolienKombinationen wird die in bestimmten Fällen mögliche Dosisreduktion mit d e r DLR jedoch relativiert. 5. Bei Verlaufskontrollen ermöglicht d e r größere Expositionsspielraum eine konstantere Schwärzung und eine Vermeidung von Fehlexpositionen. 6. Die kantenbetonte D1.R-Ausspielung erbringt keine diagnostische Mehrinforrnation. s o d a ß auf sie in d e r pädiatrischen Radiologie verzichtet werden kann.
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Dr. rned. R. Vosshenrich -.. Abt. Röntgendiagnostik 1 Uiiiversität Goningen 3400 Göttingen
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noch bci der Urograpliie eine diagnostische Mehrinforrnatioii, so daß aul'sie i i i der abdominellen Diagnostik in aller Regel verzichtet weiden kann (1 5).
![[Digital luminescence radiography (DLR) for skeletal diagnosis in traumatology].](/assets/img/hold.png)
