Published May 2011 | Version v1
Journal article

Challenges for computed tomography of overweight patients

  • 1. Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen, Campus Grosshadern, Institut fuer Klinische Radiologie, Muenchen (Germany)
  • 2. Siemens AG, Computed Tomography, Forchheim, Healthcare Sector, Imaging and Therapy Division, Forchheim (Germany)

Description

In morbidly obese patients, computed tomography frequently represents the only viable option for non-invasive imaging diagnostics. The aim of this study was to analyze the weight limits, dose and image quality with standard CT scanners and to determine the diagnostic value and dose with a dual source XXL mode. A total of 15 patients (average body weight 189.6±42 kg) were retrospectively identified who had been examined with the XXL mode. Of these patients 7 (average body weight 176.4±56 kg) had been examined using both the XXL and standard protocols allowing for an intraindividual comparison in this subcollective. Additionally 14 patients weighing between 90 and 150 kg (average 106.1±19 kg) examined with standard protocols were included as references. Dose, image noise and subjectively assessed image quality (rating scale 1-4) were determined. Additionally, a large abdomen phantom of 48 cm diameter was examined with both protocols at equivalent tube current-time product in order to compare the dose efficiency. The patient groups differed significantly in dose (CTDIvol XXL 72.9±23 versus standard 16.7±11 mGy; intraindividual 64.1±20 versus 27.0±15 mGy). The image noise was generally somewhat higher in the XXL group but significantly lower in the intraindividual comparison (liver 24.2±14 HU versus 36.3±20 HU; p=0.03; fat 15.5±8 HU versus 26.2±12 HU; p=0.02). With ratings of 1.9±0.7 and 1.8±0.7 image quality did not differ significantly in general, whereas there was a clear difference in the intraindividual comparison (1.8±0.8 versus 3.0±1.2) and only the XXL protocol achieved diagnostic quality in all cases, while 43% of the examinations with the standard protocol were rated as non-diagnostic. The quantification of dose efficiency in the phantom scans yielded no significant difference between the protocols. Up to 150 kg body weight, CT can be performed with the standard technique at 120 kVp with tube current modulation. In larger patients diagnostic image quality can only be achieved reliably with the dual source XXL mode, although at considerably increased calculated dose. However, standard conversion factors yield false high values so that the estimation of the biologically relevant equivalent dose is very difficult. (orig.)

Availability note (English)

Available from: http://dx.doi.org/10.1007/s00117-010-2087-5

Abstract (German)

Bei stark uebergewichtigen Patienten stellt die Computertomographie (CT) oft die einzige Moeglichkeit dar, um klinische Beschwerden nichtinvasiv bildgebend abzuklaeren. Ziel unserer Untersuchung war es, Gewichtsgrenzen, Dosis und Bildqualitaet mit Standard-CT-Geraeten zu analysieren und den diagnostischen Wert und die Dosis eines ''Zwei-Roehren''- (XXL-)Modus am Dual-source-CT zu ermitteln. Fuenfzehn Patienten wurden retrospektiv (189,6±41,8 kg KG) identifiziert und mit dem XXL-Protokoll untersucht. Davon wurden 7 Patienten (176,4±56,4 kg KG) mit dem XXL- und Standardprotokoll untersucht, sodass ein intraindividueller Vergleich erhoben werden konnte. Zusaetzlich wurden 14 Patienten mit einem Gewicht zwischen 90 und 150 (106,1±18,5 kg KG) mit Standarduntersuchungen als Referenzgruppe eingeschlossen. Dosis, Rauschen und die subjektiv bewertete Bildqualitaet (Skala 1-4) wurden ermittelt. Zusaetzlich wurde ein Abdomenphantom mit 48 cm Durchmesser mit den beiden CT-Protokollen bei gleichem Roehrenstromzeitprodukt untersucht, um die Dosiseffizienz zu vergleichen. Die Patientengruppen unterschieden sich signifikant hinsichtlich der Dosis (CTDIvol XXL 72,9±23 vs. Standard 16,7±11 mGy; intraindividuell 64,1±20 vs. 27,0±15 mGy). In der XXL-Gruppe war das Rauschen insgesamt etwas hoeher, im intraindividuellen Vergleich dagegen signifikant niedriger (Leber 24,2±14 vs. 36,3±20 [Hounsfield Units, HU]; p=0,03; Fett 15,5±8 vs. 26,2±12 HU; p=0,02). Bezueglich der Bildqualitaet ergab sich mit 1,9±0,7 vs. 1,8±0,7 im Gesamtkollektiv kein Unterschied, wohl aber in der intraindividuellen Vergleichsgruppe ein deutlicher (1,8±0,8 vs. 3,0±1,2). Nur mit dem XXL-Protokoll waren alle Untersuchungen diagnostisch, mit dem Standardprotokoll wurden 43% der Untersuchungen als nichtdiagnostisch beurteilt. Die Quantifizierung der Dosiseffizienz in den Phantomuntersuchungen ergab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Protokollen. Bis ca. 150 kg KG ist eine Untersuchung stark uebergewichtiger Patienten mit der Standardtechnik bei 120 kV mit Roehrenstrommodulation moeglich. Bei hoeherem Gewicht kann man nur im ''Zwei-Roehren''-XXL-Modus eine zuverlaessig diagnostische Bildqualitaet erwarten, wenn auch bei deutlich hoeherer rechnerischer Dosis. Die Standardkonversionsfaktoren ergeben jedoch falsch-hohe Werte, sodass eine Abschaetzung der biologisch relevanten Aequivalentdosis sehr schwierig ist. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Herausforderungen an die Computertomographie bei uebergewichtigen Patienten

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Radiologe (Berlin)
Journal Volume
51
Journal Issue
5
Journal Page Range
p. 366-371
ISSN
0033-832X
CODEN
RDLGBC