Metallartefaktreduktion in der Computertomografie zur besseren Beurteilbarkeit der knöchernen Feinstrukturen bei orthopädischen Implantaten - Vergleich zwischen konventioneller CT, Dual-Energy CT, Vorfiltertechniken und iterativer Bildrekonstruktion

Abstract

Einleitung: Metallartefakte stellen in der CT (Computertomografie) weiterhin eine Einschränkung in der diagnostischen Bildbeurteilung dar. An das orthopädische Implantat angrenzende Pathologien, wie beispielsweise Lockerungssäume oder periprothetische Frakturen können dadurch übersehen werden. Ziel der Studie war eine Verbesserung der Bildqualität bei Metallimplantaten bei möglichst geringer Strahlenbelastung des Patienten unter Anwendung von neuartigen Vorfiltertechniken (Zinn), unterschiedlicher Röhrenspannungen, DE (Dual-Energy) CT sowie iMAR (iterativer Metallartefaktreduktionsoftware) zu erreichen. Material und Methoden: 4 humane Becken von Körperspendern mit orthopädischen Implantaten wurden an einem 3. Generation Dual-Energy CT-Scanner getestet. 9 verschieden Protokolle, darunter Zinnfilterbasierte Protokolle, Dual-Energy Protokolle, FD (full dose) – Protokolle und LD (low dose) – Protokolle wurden verwendet. Die Bildbeurteilung erfolgte anhand von sieben Kriterien (Bildrauschen, Metallartefaktreduktion, Beurteilbarkeit Metall, Beurteilbarkeit Spongiosa metallnah/metallfern, Beurteilbarkeit Kortikalis metallnah/metallfern), die mittels einer subjektiven sechsstufigen Likert-Skala (1 = sehr gut - 6 = ungenügend) ausgewertet wurden. Als objektives Kriterium wurde die CNR (Contrast to Noise Ratio) und die Standardabweichung der Luft bestimmt. Ergebnisse: Zinnvorfilterprotokolle mit hoher Dosis und Nachbearbeitung mit iMAR erzielten eine suffiziente Metallartefaktreduktion bei weiterhin guter Beurteilbarkeit der angrenzenden knöchernen Strukturen. Bei geringer Metallartefaktlast sind Zinnvorfilter-LD-Protokolle mit iMAR-Nachbearbeitung bei nur 1/3 der Strahlendosis ausreichend. iMAR führt zu einer sehr guten Metallartefaktreduktion, jedoch auch zu neuen Bildartefakten. Virtuell monoenergetische CT-Bilder und DE-CT-Bilder leiden unter einer fehlenden Auflösung der knöchernen Feinstrukturen trotz einer sehr guten Metallartefaktreduktion. Schlussfolgerung: Die Zinnvorfiltertechnik ist eine effektive Methode der Metallartefaktreduktion und kann bei geringer Metallartefaktlast auch als LD-Protokoll eine zufriedenstellende Bildqualität erreichen. iMAR sollte auf Grund der neuartigen Bildartefakte nur als „Add-on“ verwendet werden.