Podcasts about kollimation

Die native kraniale CT ist in der heutigen Notfalldiagnostik von entscheidender Bedeutung, und ist insbesondere für die initiale Diagnostik akuter Schlaganfälle und Schädel-Hirn- Traumen die Untersuchungsmethode der Wahl. Im Bereich der hinteren Schädelgrube ist die diagnostische Aussagekraft der Schädel-CT jedoch aufgrund ausgeprägter Artefakte stark limitiert. Eine Reduktion dieser Artefakte ist möglich, wenn die longitudinale Auflösung in z-Richtung erhöht wird. Die modernsten Mehrschicht-Computertomographen erlauben auch bei Routine-Aufnahmen des Schädels eine isotrope Auflösung im Submillimeterbereich, und sollten daher nicht nur die Artefakte der hinteren Schädelgrube verringern, sondern auch eine bessere Darstellung der infratentoriellen Strukturen ermöglichen. Das Ziel dieser Fall-Kontroll-Studie war es, praktische Vor- und Nachteile der 1-, 4-, 16- und 64-Schicht CT aufzuzeigen, die für die native kraniale CT von Bedeutung sind. Dazu wurden 100 nichtpathologische CT-Aufnahmen des Gehirns im Hinblick auf verschiedene Bildparameter, darunter auch Artefakte der hinteren Schädelgrube, verglichen. Die Datenakquisition erfolgte mit Untersuchungsprotokollen für Routine-Aufnahmen, wobei die Kollimation umso dünner war, je mehr Schichten simultan akquiriert wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass Artefakte der hinteren Schädelgrube umso geringer und infratentorielle Strukturen umso besser darstellbar sind, je dünner die kollimierte Schichtdicke ist. Während die allgemeine Bildqualität, die Darstellung der Temporallappen und supratentorielle Artefakte von einer reduzierten Kollimation ebenfalls positiv beeinflusst werden, gelingt die Abgrenzung der Basalganglien und des Kortex besser bei breiteren Kollimationen, die bei den älteren Geräten verwendet werden. Weitere Studien werden klären müssen, inwieweit diese Leistungen der modernen Mehrschicht-CT die Diagnostik verschiedener Pathologien beeinflussen.

Die Bedeutung der HR-Spiral-CT für die Diagnostik von Lungeninfiltraten bei FUO ist nach heutigem Kenntnisstand unumstritten (158). Oftmals wurden die exzellente Treffsicherheit und die Überlegenheit gegenüber konkurrierenden Verfahren bestätigt. Insbesondere im Vergleich zur konventionellen Röntgenaufnahme können mit der CT pneumonische Infiltrate frühzeitiger und somit auch in einem geringeren Schweregrad erkannt werden. Dies gilt gerade auch für abwehrgeschwächte Patienten (44, 45, 46, 99, 112, 115), da in dieser Gruppe von Erkrankten eine frühzeitige und auch erregeradaptierte Behandlung von vitaler Bedeutung ist (48, 159). Trotz der unbestrittenen diagnostischen Vorteile gilt die verhältnismäßig hohe Strahlenexposition als großer Nachteil der Spiral-CT. Die CT verursacht trotz eines relativ geringen Anteils von 3-4% an der Gesamtzahl der radiologischen Untersuchungen einen erheblichen Prozentsatz der radiologisch-diagnostischen Strahlenexposition (ca. 40 % der kollektiven Dosis aller Röntgenuntersuchungen) (33). Dieser Sachverhalt wiegt besonders im hier untersuchten Krankengut schwer, weil die Patienten verhältnismäßig jung sind (Mittelwert 47,3 Jahre) und infolge des langen Verlaufes ihrer Krankheit u. U. wiederholt untersucht werden müssen. Daher ist es notwendig, diese Untersuchungstechnik auf eine mögliche Optimierung im Sinne von Dosisminimierung hinsichtlich des Strahlenschutzes zu untersuchen. Die Lunge bietet sich aufgrund ihrer Eigenschaft als „Hochkontrastorgan“ besonders für deutliche Dosiseinsparungen an (126). In dieser Studie wurde unter Verwendung eines modifizierten Aufnahmemodus untersucht, ob die CT des Thorax mit reduzierter Strahlendosis die gleiche diagnostische Information erzielt wie die CT-Untersuchung mit Standarddosis. Gleichzeitig wurde die Auswirkung der Dosisreduktion auf die Bildqualität untersucht. Ausserdem erfolgte ein Vergleich mit der als infiltratunverdächtig beurteilten Thoraxübersichtsaufnahme in zwei Ebenen, um deren Wertigkeit neu zu überprüfen. Dazu wurden 90 Patienten, bei denen im Rahmen einer antitumorösen Therapie eine Neutropenie und Fieber unklarer Genese (FUO) aufgetreten war, konsekutiv untersucht. Es wurden insgesamt 270 Untersuchungen durchgeführt. Diese bestanden aus 1. 90 Thoraxübersichtsaufnahmen 2. 90 Mehrzeilen-Spiral-Computertomographien in hochauflösender Technik (Standard-Dosis-CT = SDCT, 120 mAs, 120 kV, 4x1 mm Kollimation, pitch 6, rekonstruierte Schichtdicke 1 mm, Inkrement 0,6 mm) und 3. 90 Mehrzeilen-Spiral-Computertomographien in Ultra-Niedrig-Dosis-Technik (UND-CT, 10 mAs, 120 kV, 4x2,5 mm Kollimation, pitch 6, rekonstruierte Schichtdicke 3 mm, Inkrement 2 mm). Jeder einzelne Patient erhielt alle drei genannten bildgebenden Verfahren. Die berechnete effektive Strahlendosis lag bei der Standard-Dosis-CT-Untersuchung bei 5,3 mSv (Männer) und 8,3 mSv (Frauen), bei dem hier vorgestellten Ultra-Niedrig-Dosis-CT Verfahren bei 0,4 mSv (Männer) und 0,6 mSv (Frauen). Dies entsprach einer Dosisreduktion um 92,8%. Die effektive Dosis der Thoraxübersichtsaufnahme in 2 Ebenen lag mit 0,25 mSv (p.a. 0,10 mSv, lat. 0,15 mSv) nur geringfügig unter derer der Ultra-Niedrig-Dosis-CT-Untersuchung. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass Punkt 1 (Thoraxübersichtsaufnahme in 2 Ebenen) und Punkt 2 (Spiral-CT im hochauflösenden Modus (Standard)) die Untersuchungen beinhalteten, die der Patient bei genannter klinischer Studie „routinemässig“ erhielt, lediglich Punkt 3 (Spiral-CT in Ultra-Niedrig-Dosis-Technik) war die zusätzliche Untersuchung und damit die Dosis, die dem Patienten im Rahmen dieser Studie appliziert wurde. Die Studie wurde vom Bundesamt für Strahlenschutz, vom bayerischen Landesamt für Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin und Sicherheitstechnik und von der lokalen Ethikkommission (Projekt Nr. 085/01) genehmigt. Im Rahmen der Studie wurden die anonymisierten Aufnahmen durch zwei Befunder im Konsens und geblindet hinsichtlich Anamnese, Dosis, sowie der Diagnose der Routinebefundung in zufälliger Reihenfolge unter dem Aspekt der diagnostischen Aussagekraft, sowie der Bildqualität, beurteilt. Hinsichtlich der Aussagekraft wurden die für eine Entzündung stark indikativen CT-morphologischen Bewertungskriterien Konsolidierung, milchglasartige Dichteanhebung, Kaverne, Erguss und Bronchiektasien gewählt (44, 47, 48, 115, 171). Die Bildgüte wurde anhand Atem-, sowie Pulsationsartefakten und Rauschen beurteilt. Bezüglich des Bildeindruckes zeigte sich, dass der Rauschanteil der UND-CT-Aufnahmen um den Faktor 3,8 höher lag. Ungeachtet dessen ergab die Auswertung, dass die Erkennbarkeit der im Rahmen von Lungeninfiltraten auftretenden CT-Zeichen durch die Dosisreduktion nicht signifikant eingeschränkt wurde (p= 0,69 bei einem Signifikanzniveau von p< 0,05). Als weiterer Vorteil zeigte sich eine weitaus geringere Beeinflussung der Bildgüte durch Atemartefakte, da durch die dickeren Schichten des UND-CTs die Zeitspanne, in der der Patient den Atem anhalten muss, durchschnittlich um 20 Sekunden kürzer ist. Die Erkennbarkeit von Lungeninfiltraten in der konventionellen Röntgenübersicht war unbefriedigend. Dies drückte sich durch einen hochsignifikanten Unterschied (p=0,000 bei einem Hochsignifikanzniveau von p< 0,001) zwischen Übersichtsaufnahme und den CT-Sequenzen aus. Trotz der Tatsache, dass alle Übersichtsaufnahmen als nicht infiltratverdächtig beurteilt wurden, zeigten doch 70,0% (SD-CT) bzw. 67,8% (UND-CT) der Patienten in den CT-Bildserien Befunde, die mit Lungeninfiltraten vereinbar waren. Lediglich in einem Prozentsatz von 30,0% (SD-CT) bzw. 32,2% (UND-CT) bestätigte sich die mittels konventioneller Übersicht erhobene Diagnose (keine Hinweise für eine pulmonale Ursache des FUO) auch tatsächlich in den CT-Untersuchungen. Diese Studie erbrachte den Nachweis, dass in der Durchführung thorakaler Computertomographien zur Detektion konventionell nicht erfassbarer pulmonaler Infiltrate bei Immunsupprimierten mit FUO sehr geringe effektive Strahlendosen ausreichen. Lediglich eine geringfügig höhere Dosis, welche üblicherweise für eine konventionelle Übersichtsröntgenaufnahme benötigt wird, reichte aus, um die gesuchten Pathologien zuverlässig zu diagnostizieren. Die konventionelle Thoraxübersichtsaufnahme bietet im Gegensatz hierzu keine zufriedenstellende Sicherheit. Diese Methode ermöglicht nun fortan, den wichtigsten Nachteil der Spiral-CT - die verhältnismäßig hohe Dosisbelastung - zu beseitigen. Deshalb empfehlen wir aus strahlenhygienischen Gründen den konsequenten Einsatz des vorgestellten Untersuchungsprotokolls in Ultra-Niedrig-Dosis-Technik. Dies resultiert in einer Änderung im Ablauf des Diagnostikalgorithmus der deutschen Gesellschaft für Hämatologie und Onkologie.

In dieser Arbeit werden Widerstaende in ballistischen metallischen Leitern untersucht, in denen Streuung an rauen Ober flaechen die dominante Streuung ist. Dies geschieht durch eine numerische Simulation, die sich als extrem rechenintensiv herausstellt. Die betrachteten Widerst�ande sind der Hall- und der Bend- Widerstand, der bei einer Stromablenkung um 90 Grad auftritt, sowie der longitudinale Widerstand. In der Rechnung werden geeignete Geometrien in einem Tight-Binding-Modell diskretisiert. Mit Hilfe des Landauer-Buettiker-Formalismus werden ueber die Transmissionsamplituden die erw�unschten Widerstaende berechnet und ihre Magnetfeldabhaengigkeit untersucht. Ohne Randstreuung liefern die Simulationen die wesentlichen Features des integralen Quanten-Hall-Effekts, wie die Hall-Plateaus im Hall-Widerstand und das Verschwinden des longitudinalen und des Bend-Widerstands. Nach dem Einschalten der Randstreuung treten einige neue Phaenomene auf, darunter ein Quenching des Hall-Widerstands bei kleinen Magnetfeldern, ein positiver Magnetowiderstand im longitudinalen Widerstand und ein positiver Bereich im Bend-Widerstand. Besonders interessant ist, dass die Staerke der Randstreuung keinen Ein uss auf den Bend- und den Hall-Widerstand hat. Diese Phaenomene koennen zum Teil durch klassische Effekte erklaert werden, das Hall-Quenching hat allerdings einen neuen Ursprung. Es zeigt sich, dass die Randstreuung zu einer Kollimation des Elektronenstrahls fuehrt, da die hohen Moden am Rand staerker gestreut werden als die niedrigen. Dies fuehrt zu einer Geschwindigkeitsverteilung, in der die Elektronen in der Mitte schneller als am Rand iesen. Zur Ablenkung eines solchen kollimierten Strahls ist ein groesseres Magnetfeld noetig als zur Ablenkung eines Strahls, der gleichmaessig in der gesamten Zuleitung liesst. Dies ist aehnlich zur Kollimation in Geometrien mit sich langsam onenden Zuleitungen, in denen in den 80-er Jahren bereits Quenching im Hall- Widerstand beobachtet worden war. Die Resultate der Simulation sind in guter Uebereinstimmung zu einem Experiment, bei dem die rauen Ober flaechen ebenfalls als dominierende Streuursache identifiziert wurden. Allerdings ergeben sich deutliche qualitative Abweichungen, wenn als dominante Streuung Bulk-Effekte durch eine Unordnung in der on-Site- Energie untersucht werden.