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Ausgezeichnete Forschungsarbeit zur Dosisreduktion

Der Verband für Medizinischen Strahlenschutz (VMSÖ) hat Priv.-Doz. Dr. Gerlig Widmann mit dem alle zwei Jahre vergebenen Dr.-Franz Holeczke-Preis ausgezeichnet. Der Radiologe arbeitet und forscht an der Univ.-Klinik für Radiologie (Direktor: Univ.-Prof. Dr. Werner Jaschke) der Medizinischen Universität Innsbruck. Seine Forschungserkenntnisse ermöglichen eine deutliche Strahlenreduzierung in der Bildgebung bei computerunterstützten Eingriffen am Gesichtsschädel und der Schädelbasis.

Ein wichtiges Ziel der weltweiten Radiologieforschung ist es, bei gleichbleibender Bildqualität, die Strahlendosis für die PatientInnen bei CT (Computertomographie)-Aufnahmen noch weiter zu reduzieren. Bei der Bildgebung sind verschiedene Parameter wie die Röhrenspannung, Stromstärke, Rotationszeit, Tischvorschub pro Rotation, etc. ausschlaggebend. In Protokollen wird festgelegt, welche verschiedenen Einstellungen bei welchen medizinischen Fragestellungen einzusetzen sind. Ziel der Forscherinnen und Forscher ist es, diese Protokolle so abzuändern, das bedeutet, die einzelnen Parameter so zu optimieren, dass eine Strahlenreduktion möglich wird. Da bei CT-Untersuchungen der Kopf-Hals-Region sowohl die Augenlinse als auch die Schilddrüse einer direkten Strahlungsexposition ausgesetzt sind, hat Priv.-Doz. Dr. Gerlig Widmann nach Möglichkeiten gesucht, die CT-Bildgebung des kraniofazialen Schädels (Gesichtschädel & Schädelbasis) für Computer-assistierte 3D-navigierte Operationen mit einem dosireduzierten Untersuchungsprotokoll durchzuführen. In einer seiner Forschungsarbeiten konnte der gebürtige Innsbrucker aufzeigen, dass hochauflösende Lowdose-Protokolle bei modernen MultiDetektor Computertomographen je nach Gerät eine 3-fache bis 12-fache Dosiseinsparung ermöglichen. Die Strahlenreduzierung hat dabei keinen Einfluss auf die Genauigkeit von computer-navigierten Operationen. Dabei ist eine Strahlenreduktion besonders wichtig für PatientInnen, die  kurz vor der CT-Untersuchung für die Operationsplanung bereits eine  CT-Untersuchung hatten und die zusätzlich eine CT-Untersuchung zur postoperativen Kontrolle benötigen. Die Forschungstätigkeit in der Fachrichtung Radiologie erfolgt praxisorientiert und sehr stark vernetzt mit anderen klinischen Fächern. Die Forschungsarbeit von Priv.-Doz. Widmann ist in einer Zusammenarbeit mit der Innsbrucker Univ.-Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie (Direktor: Univ.-Prof. Dr. Michael Rasse) und Univ.-Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde (Direktor: Univ.-Prof. Dr. Herbert Riechelmann) entstanden.  Die Forschungserkenntnisse, die 2012 im wissenschaftlichen Journal der Deutschen und Österreichischen Röntgengesellschaft  „RöFo - Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren“ veröffentlicht wurden, haben eine hohe Bedeutung für den Strahlenschutz in der Mund-Kiefer-Gesichts-, sowie Hals-Nasen-Ohren-Bildgebung und kommen insbesondere jungen PatientInnen zu Gute. Vor allem bei komplexen Gesichtsschädeltraumata, Fehlentwicklungen des Kiefers, der Zähne bzw. des Gaumens (Dysgnathien), craniofazialen Fehlbildungen, Fehlbildungen des Hirnschädels (prämature Synostosen) oder Nasen-Nebenhöhlen-Pathologien können die untersuchten Lowdose CT Protokolle eingesetzt werden. Für diese Forschungsarbeit ist Priv.-Doz. Widmann Ende 2013 der Dr.-Franz Holeczke-Preis verliehen worden. Der Verband für Medizinischen Strahlenschutz Österreich (VMSÖ) vergibt diese Auszeichnung alle zwei Jahre an junge WissenschafterInnen, die sich durch besondere wissenschaftliche Leistungen auf dem Gebiet des Strahlenschutzes in der Medizin verdient gemacht haben.

Dosiseinsparungspotential von über 90 Prozent

In einem Folgeprojekt beschäftigen sich Priv.-Doz. Widmann und seine KollegInnen mit den neuen sogenannten iterativen Bildrekonstruktionen. Durch neue Bildberechungs-Algorhithmen wie ASIR (adaptive statistical iterative reconstruction, 30-100%) und MBIR (model-based iterative reconstructive) und leistungsstarke Bildrechner der neuesten Generation werden weitere Dosisreduzierungen möglich. Während bei der herkömmlichen Berechnungsmethode (FBP – filtered back projection) die CT-Bilder quasi in Echtzeit aus dem Rohdatensatz errechnet und angezeigt werden, ist es bei diesen neuartigen Methoden möglich aus den Rohdaten Bilder mit niedrigerem Bildrauschen zu berechnen. Dadurch kann im Niedrigdosisbereich das Bildrauschen reduziert und damit die Bildqualität deutlich verbessert werden. „Der Nachteil dabei ist, dass zum Beispiel MBIR-Rekonstruktionen länger dauern, es also bis zu 30 Minuten dauern kann, bis die Bilder berechnet und angezeigt werden. Niedrigstufige ASIR-Rekonstruktionen (30%) werden bei uns bereits routinemäßig in der Akutdiagnostik eingesetzt. Hochstufige ASIR-Rekonstruktionen (100%) und MBIR-Rekonstruktionen bieten im Vergleich zu FBP-Rekonstruktionen einen ungewohnten Bildeindruck, haben aber für die Bildgebung des craniofazialen Schädels ein enormes Dosiseinsparungspotential“, erklärt Priv.-Doz. Widmann. „Für 3D Rekonstruktionen bieten iterative Verfahren sogar ein Dosiseinsparungspotential von über 90 Prozent zu den bisherigen Verfahren.“ Dementsprechend werden diese Methoden und ihre Einsatzmöglichkeiten weiter  für die klinische Anwendung evaluiert.

(B. Hoffmann)

Publikation:

“Substantial dose reduction in modern multi-slice spiral computed tomography (MSCT)-guided craniofacial and skull base surgery”, AutorInnen: Widmann G, Fasser M, Schullian P, Zangerl A, Puelacher W, Kral F, Riechelmann H, Jaschke W, Bale R. (Rofo. 2012 Feb;184(2):136-42) http://dx.doi.org/10.1055/s-0031-1281971

Weitere Informationen:

Univ.-Klinik für Radiologie: https://www.i-med.ac.at/radiologie/