Performance of an Automatic Dose Control System for CT: Anthropomorphic Phantom Studies

 

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Zusammenfassung

Ziel: CT-Dosisautomatiken auf ihre Praxistauglichkeit hin zu untersuchen und vertiefte Einblicke in deren Wirkungsweise und Limitationen zu ermöglichen. Material und Methoden: Eine umfassende Studie wurde an DoseRight 2.0, der von Philips für die Brilliance-CT-Geräte bereitgestellten CT-Dosisautomatik, durchgeführt. Diverse Tests wurden mithilfe eines anthropomorphen Phantoms zur Simulation des Systemverhaltens unter patientenähnlichen Bedingungen vorgenommen. Die verwendeten Scanprotokolle waren identisch mit denen, die üblicherweise für Untersuchungen in den Regionen Hals, Thorax und Gesamtabdomen verwendet werden. Ergebnisse: Bei Verwendung der jeweils geeigneten Funktionalitäten der Dosisautomatik waren Dosisreduktionen von 40 % (Hals), 20 % (Thorax) und 10 % (Gesamtabdomen) zu verzeichnen. Höhere Dosisreduktionen sind für repräsentative Patienten zu erwarten, da sich deren Schwächungsverhalten teilweise signifikant von denen eines anthropomorphen Phantoms unterscheidet. Nachteilige Effekte in Form von erhöhtem Bildrauschen waren aufgrund der Auslegung als „Adäquat-Rausch-System”, das eine vergleichsweise sanfte Modulationsweise aufweist, und dem additiven Einsatz der adaptiven Filterung gering. Die Ergebnisse spezifischer Tests lieferten zudem wichtige Erkenntnisse zu Einzelheiten der Arbeitsweise, die zur Klärung und Vermeidung möglicher Fehler beitragen. Schlussfolgerung: Tests mit einem anthropomorphen Phantom ermöglichen eine weitgehende Verifizierung von CT-Dosisautomatiken unter patientenähnlichen Bedingungen. Unterschiede in Form und Zusammensetzung im Vergleich zu realen Patienten erfordern jedoch zusätzliche Studien an repräsentativen Patientengruppen.

Abstract

Purpose: To assess the performance and to provide more detailed insight into characteristics and limitations of devices for automatic dose control (ADC) in CT. Materials and Methods: A comprehensive study on DoseRight 2.0, the ADC system provided by Philips for its Brilliance CT scanners, was conducted with assorted tests using an anthropomorphic phantom that allowed simulation of the operation of the system under almost realistic conditions. The scan protocol settings for the neck, chest and abdomen with pelvis were identical to those applied in the clinical routine. Results: Using the appropriate ADC functionalities, dose reductions equal 40 % for the neck, 20 % for the chest and 10 % for the abdomen with pelvis. Larger dose reductions can be expected for average patients, since their attenuating properties differ significantly from the anthropomorphic phantom. Adverse effects due to increased image noise were only moderate as a consequence of the ”adequate noise system” design and the complementary use of adaptive filtration. The results of specific tests also provided deeper insight into the operation of the ADC system that helps to identify the causes of suspected malfunctions and to prevent potential pitfalls. Conclusion: Tests with anthropomorphic phantoms allow verification of the characteristics of devices for ADC in CT under almost realistic conditions. However, differences in phantom shape and material composition require supplementary patient studies on representative patient groups.

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