Digital and Computed Musculoskeletal Radiography. A study on spatial resolution, diagnostic accuracy, image quality and radiation dose.
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Digital (datorbaserad) teknik för bildframställning är idag regel för samtliga moderna modaliteter i diagnostisk radiologi, såsom ultraljud, datortomografi, magnetisk resonanstomografi, scintigrafi, och digital subtraktionsangiografi. Digital bildteknik medför fördelar vid bildbearbetning, demonstration, bildkommunikation, samt arkivering.
Majoriteten av undersökningarna vid en avdelning för diagnostisk radiologi utföres emellertid inte med dessa metoder, utan utgöres istället av den traditionella röntgenundersökningen, där hittills analoga bilder erhållits - den klassiska röntgenfilmen. Emellertid finns sedan några år metoder som ger digitala bilder även vid traditionell röntgenundersökning.
En sådan metod är laserbaserad digitizer, där en traditionell, analog röntgenbild överföres till digitalt format. Denna metod användes huvudsakligen för teleradiologi, men en begränsande faktor har varit den tämligen låga spatiala upplösningen.
En annan digital metod är bildplattetekniken (computed radiography, CR). CR är mer avancerad som digital teknik, i det att röntgenfilmen inte längre används som mottagare av bildinformationen, utan istället en bildplatta. Bildplattan innehåller latent bildinformation efter exponeringen och när en särskild laserläsare lyser på plattan bildas luminescens i förhållande till bestrålningen som fallit på varje punkt (bildelement, pixel) på plattan vid bildtagningen. Ljuset detekteras av fotomultiplikatorer och denna information överföres sedan till digitalt format. Den digitala bilden kan tryckas på film eller granskas vid en arbetsstation med monitorer.
Denna digitala metod har under de senaste åren fått stor spridning. Vad gäller skelettradiologi är emellertid fortfarande såväl den diagnostiska säkerheten, samt de stråldoser som bör användas ofullständigt utredd. Det har ifrågasatts om metoden ännu är adekvat för rutinbruk inom skelettradiologin, eftersom röntgenundersökningar av ben, leder och mjukdelar kräver hög upplösning. I den nu föreliggande undersökningen studerades därför den diagnostiska säkerheten av CR, och den minimala spatiala upplösningen av digitala bilder inom muskuloskeletal radiologi. Dessutom studerades effekten av stråldosminskning på bildkvaliteten inom muskuloskeletal CR.
Ingen signifikant skillnad i diagnostisk säkerhet existerade mellan CR filmer och CR arbetsstationer jämfört med vanliga filmer för usurer, ledspaltssänkningar och mjukdelssvullnader undersökta med 3.33 och 5 linjepar/mm samt subperiosteal och intracortical resorption undersökta med 5 lp/mm och 2x förstoring. CR filmen med 3.33 lp/mm var signifikant sämre jämfört med vanlig film för bedömning av periartikulär osteopeni, men arbetsstationen var lika god som den vanliga filmen. Resultaten för 5 lp/mm var dock ej konklusiva. Inskannade röntgenbilder på arbetsstation användes för bedömning av båtbensfrakturer. Pixelstorlek 340 µm resulterade i signifikant försämring i diagnostik jämfört med vanliga bilder. 170 µm räckte statistiskt sett men minskad pixelstorlek gav bättre resultat. Med hänsyn till detta samt andra studier rekommenderas dock 110 µm. Kompressionsteknik är nödvändig för att begränsa datamängden, både för arkivering och teleradiologi. Effekten av 10x ej reversibel "wavelet" kompression och dekompression på båtbensbilder inskannade med 170 µm pixelstorlek studerades, jämfört med originalbilderna. Ingen signifikant skillnad fanns.
Stråldosen kunde reduceras till 25% av normal dos för CR handbilder och till 50% för CR höftbilder utan signifikant försämring i bildkvalitet. Lägre doser medförde försämrad kvalitet, vid mycket låga doser var bildbruset kraftigt. Vid skoliosundersökningar, där bildkvaliteten är ej kritisk, kunde dock dosen med CR hållas mycket låg samtidigt som bilderna var tillräcklig bra för skoliosmätning.
Digital (datorbaserad) teknik för bildframställning är idag regel för samtliga moderna modaliteter i diagnostisk radiologi, såsom ultraljud, datortomografi, magnetisk resonanstomografi, scintigrafi, och digital subtraktionsangiografi. Digital bildteknik medför fördelar vid bildbearbetning, demonstration, bildkommunikation, samt arkivering.
Majoriteten av undersökningarna vid en avdelning för diagnostisk radiologi utföres emellertid inte med dessa metoder, utan utgöres istället av den traditionella röntgenundersökningen, där hittills analoga bilder erhållits - den klassiska röntgenfilmen. Emellertid finns sedan några år metoder som ger digitala bilder även vid traditionell röntgenundersökning.
En sådan metod är laserbaserad digitizer, där en traditionell, analog röntgenbild överföres till digitalt format. Denna metod användes huvudsakligen för teleradiologi, men en begränsande faktor har varit den tämligen låga spatiala upplösningen.
En annan digital metod är bildplattetekniken (computed radiography, CR). CR är mer avancerad som digital teknik, i det att röntgenfilmen inte längre används som mottagare av bildinformationen, utan istället en bildplatta. Bildplattan innehåller latent bildinformation efter exponeringen och när en särskild laserläsare lyser på plattan bildas luminescens i förhållande till bestrålningen som fallit på varje punkt (bildelement, pixel) på plattan vid bildtagningen. Ljuset detekteras av fotomultiplikatorer och denna information överföres sedan till digitalt format. Den digitala bilden kan tryckas på film eller granskas vid en arbetsstation med monitorer.
Denna digitala metod har under de senaste åren fått stor spridning. Vad gäller skelettradiologi är emellertid fortfarande såväl den diagnostiska säkerheten, samt de stråldoser som bör användas ofullständigt utredd. Det har ifrågasatts om metoden ännu är adekvat för rutinbruk inom skelettradiologin, eftersom röntgenundersökningar av ben, leder och mjukdelar kräver hög upplösning. I den nu föreliggande undersökningen studerades därför den diagnostiska säkerheten av CR, och den minimala spatiala upplösningen av digitala bilder inom muskuloskeletal radiologi. Dessutom studerades effekten av stråldosminskning på bildkvaliteten inom muskuloskeletal CR.
Ingen signifikant skillnad i diagnostisk säkerhet existerade mellan CR filmer och CR arbetsstationer jämfört med vanliga filmer för usurer, ledspaltssänkningar och mjukdelssvullnader undersökta med 3.33 och 5 linjepar/mm samt subperiosteal och intracortical resorption undersökta med 5 lp/mm och 2x förstoring. CR filmen med 3.33 lp/mm var signifikant sämre jämfört med vanlig film för bedömning av periartikulär osteopeni, men arbetsstationen var lika god som den vanliga filmen. Resultaten för 5 lp/mm var dock ej konklusiva. Inskannade röntgenbilder på arbetsstation användes för bedömning av båtbensfrakturer. Pixelstorlek 340 µm resulterade i signifikant försämring i diagnostik jämfört med vanliga bilder. 170 µm räckte statistiskt sett men minskad pixelstorlek gav bättre resultat. Med hänsyn till detta samt andra studier rekommenderas dock 110 µm. Kompressionsteknik är nödvändig för att begränsa datamängden, både för arkivering och teleradiologi. Effekten av 10x ej reversibel "wavelet" kompression och dekompression på båtbensbilder inskannade med 170 µm pixelstorlek studerades, jämfört med originalbilderna. Ingen signifikant skillnad fanns.
Stråldosen kunde reduceras till 25% av normal dos för CR handbilder och till 50% för CR höftbilder utan signifikant försämring i bildkvalitet. Lägre doser medförde försämrad kvalitet, vid mycket låga doser var bildbruset kraftigt. Vid skoliosundersökningar, där bildkvaliteten är ej kritisk, kunde dock dosen med CR hållas mycket låg samtidigt som bilderna var tillräcklig bra för skoliosmätning.
Publiceringsår
1996
Språk
Engelska
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Dept. of Diagnostic Radiology, Reykjavik City Hospital, 108 Reykjavik, Iceland.,
Ämne
- Radiology, Nuclear Medicine and Medical Imaging
Nyckelord
- Clinical physics
- Radiation Dosage.
- Hip
- Hand
- Fractures
- Scoliosis
- Hyperparathyroidism
- Rheumatoid
- Arthritis
- ROC Analysis
- Computer-Assisted Image Processing
- Musculoskeletal
- Digital Radiography
- radiology
- tomography
- medical instrumentation
- Klinisk fysiologi
- radiologi
- tomografi
- medicinsk instrumentering
Status
Published
Handledare
- [unknown] [unknown]
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISRN: LUMEDW/(MEXL-1031)/1996
Försvarsdatum
22 mars 1996
Försvarstid
13:15
Försvarsplats
Föreläsningsal 5, Centralblocket, Universitetssjukhuset i Lund
Opponent
- Carl-Gustav Standertskjöld-Nordenstam