title: Examination of the Xray situation from premature newborn in incubators
title: Röntgenuntersuchungen von Frühgeborenen in modernen InkubatorenEine dosimetrische und qualitative Evaluation
Creators: name: Gerhards, Thilo
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: Radiologie
Aufnahmegeometrie
Aufnahmesituation
Materialanalyse
Strahlungseffekt , Frühgeborenes
Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit
Strahlenschaden
Dosimetrie , Strahlendosis

description: In der vorliegenden Arbeit wurden
      die zwei Standardaufnahmesituationen beim Röntgen von
      Frühgeborenen in vier modernen Inkubatoren unter technischen,
      dosimetrischen und bildqualitativen Aspekten untersucht und
      miteinander verglichen und die jeweiligen Vor- oder Nachteile
      evaluiert. Für die Bewertung des Einflusses der
      Aufnahmegeometrie (Kassette unterhalb des Patienten /
      Kassette in der Röntgenschublade des Inkubators) auf die
      Bildgebung wurde der Dosisverlust durch die verschiedenen
      Materialschichten der Inkubatoren gemessen. Der Patient wurde
      durch einen Dummy repräsentiert. Die dosimetrischen Messungen
      zeigten insbesondere bei Aufnahmen in der Röntgenschublade
      den Einfluss der je Inkubatormodell unterschiedlichen
      Materialdicken und damit korrelierenden Dosisabnahme auf der
      Bildempfängerebene. Die Untersuchung der Bildqualität zeigte
      ein deutlich besseres Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR), wenn
      statt der in den Inkubatoren integrierten Röntgenschublade
      die Kassette unmittelbar unterhalb des Dummys verwendet
      wurde. Die Schichten unterhalb des Dummys hatten dabei in
      besonderem Maße Einfluss auf die Bildgebung. Die gewonnen
      Erkenntnisse wurden durch eine angeschlossene
      Monte-Carlo-Simulation bestätigt und ergänzt. Hierzu wurden
      die Inkubatoren maßgenau in ein Computermodell übertragen und
      der Einfluss der unterschiedlichen Geometrien auf das SNR
      berechnet. Die Ergebnisse aus der Monte-Carlo-Simulation
      zeigten, dass mit einer Zunahme der verwendeten
      Materialdicken nicht nur die Dosis auf der Bildempfängerebene
      sank, sondern auch die Bildqualität (SNR) durch einen Anstieg
      an Sekundärstrahlung negativ beeinflusst wurde. Bei einer
      Aufnahme in der Röntgenschublade bewirkten die absorbierenden
      und streuenden Schichten unterhalb der Patienten, im
      Vergleich zu einer Aufnahme mit der Kassette direkt unterhalb
      des Patienten, einen Dosis- und Primärstrahlenverlust
      verbunden mit einem qualitativen Nachteil. Je nach
      Inkubatormodell fiel das SNR um 40-58 Prozent schlechter aus
      bei Verwendung der Röntgenschublade. Ein weiterer Nachteil
      ergab sich bei Aufnahmen in der Röntgenschublade durch den
      größeren Abstand zwischen Patient und Filmkassette und der
      damit einhergehenden geometrischen Vergrößerung. Da der
      klinische Alltag erfahrungsgemäß komplex ist, sollte die
      Aufnahmemethode je Patient individuell abgewogen werden. Die
      deutlich eingeschränkte Belastbarkeit von Frühgeborenen, das
      Prinzip des Minimal-Handling sowie der Infektionsschutz durch
      Inkubatoren sollte dabei berücksichtigt werden. Regelm äÿige
      Schulungen des medizinisch - radiologischen Personals
      hinsichtlich der besonderen Bedürfnisse der Frühgeborenen und
      der speziellen Aufnahmesituation können zu einer weiteren
      Qualitätsverbesserung führen. [29] Wünschenswert wäre, wenn
      die Hersteller von Inkubatoren diese Erkenntnisse in die
      Gestaltung ihrer Produkte mit einbeziehen würden. Dies könnte
      beispielsweise durch eine Verringerung des Abstandes zwischen
      Patient und Röntgenschublade sowie Minimierung der
      verwendeten Schichtdicken im Boden des Inkubators erfolgen.
      Es ist anzunehmen, dass durch eine solche Reduktion der
      Schichtdicken, beispielsweise durch Verwendung moderner
      Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe eine niedrigere
      Strahlendosis bei gleichbleibender oder besserer Bildqualität
      erreicht werden könnte. Da bei strahlensensiblen
      Frühgeborenen überdurchschnittlich häufig auf eine
      radiologische Diagnostik zurückgegriffen wird, könnte eine
      solche Entwicklung zu einer zusätzlichen Strahlenhygiene im
      klinischen Alltag deutlich beitragen. [2]
description: Advancing therapeutic measurements
      in current neonatal intensive care units have pushed the
      limits of premature birth weight to less than 1500g and 22
      weeks of gestation. Due to their immature immune system and
      organs these patients have a high susceptibility to
      infections and need an intensive care treatment. This
      includes frequent X-ray-imaging. As each manipulation
      provokes unfavorable distress, modern incubators have a
      X-ray-tray for the imaging plate underneath the matress to
      faciliate the handling. From a strictly radiological point of
      view this situation has some disadvantages due to the layers
      in the X-ray-beam which influence the dose and imaging
      quality negatively. This work investigates the technical and
      dosimetric circumstances in X-ray-imaging in modern
      incubators. To assess these information first dosimetric
      experiments with a dummy were performed in four different
      types of incubators. In a second step the dimensions of the
      incubators were transmitted into a virtual 3D-model and a
      Monte-Carlo-simulation was performed. The influence of the
      different layers concerning the imaging quality, defined as
      the signal-to-noise-ratio, were evaluated and the dosimetric
      aspects were furthermore explored. The results showed, that
      posing the imaging plate in the build-in tray causes an
      average decrease of 49% in the signal-to-noise-ratio compared
      to the position directly underneath the neonate, mainly
      influenced by the absorption of the mattress. The use of the
      tray should therefore be put into question according to the
      physical constitution of the patients.