Technical Note: Radiation dose reduction from computed tomography localizer radiographs using a tin spectral shaping filter

Abstract

Purpose To evaluate the possibility of lowering radiation dose from a localizer radiograph (LR) using a tin spectral shaping filter and to investigate the effect of this adaptation on the radiation dose and image quality of subsequent computed tomography (CT) examination. Methods The study utilized a set of semianthropomorphic abdomen phantoms, representing small, medium, and large patients. The LR scans were performed with and without a tin spectral shaping filter using various kVp/mA settings. The tube current values of spiral CT examinations following the LR were assessed to evaluate the effect of LR settings on automatic exposure control (AEC). The image quality of CT examinations with various LRs was evaluated by measuring image noise in several regions‐of‐interest. Organ dose values from LR scans were derived from Monte Carlo simulations performed on a set of virtual anthropomorphic phantoms and the effective dose (ED) values were calculated. Results The radiation dose from the LR can be strongly reduced by using a tin spectral shaping filter (P < 0.001). The optimal settings of the LR scan depend on the size of the scanned subject: for small and medium size subjects, the combination of a tin spectral shaping filter with 100 kVp and 20 mA resulted in the lowest possible radiation dose (ED = 0.007 mGy) without compromising the AEC and image quality of subsequent CT. In contrast, the LR settings of 100 kVp with a tin spectral shaping filter and the tube current values of 20 and 35 mA in large subject (47.4 cm in diameter) resulted in significant variation of the TCM values (11.1% and 8.4%, respectively) and the corresponding increase of noise by >5% in subsequent CT examination. For all investigated phantom sizes, the combination of 100 Sn kV with a tin spectral shaping filter and tube current values of 75 mA results in the lowest possible radiation dose, while still keeping the AEC function unchanged. Conclusion The study indicated that tin spectral shaping filtration can be applied to LRs for radiation dose reduction, but such adaptation needs to take patient size into account.

Evaluation of ultralow‐dose computed tomography on detection of pulmonary nodules in overweight or obese adult patients

“…Among these, the spectral shaping technique combined with advanced model‐based iterative reconstruction (ADMIRE)—which is the third‐generation of dual‐source CT—significantly reduces the radiation dose that patients are subjected to without noticeable compromises in IQ. 12 , 13 , 14 For instance, Messerli et al.’s 10 study has shown overall 91% sensitivity in detecting PN in individuals with all levels of weight. In their study, the sensitivity of ULDCT decreased with increasing body mass index (BMI).…”

Comparative Evaluation of Diagnostic Quality in Native Low-dose CT without and with Spectral Shaping employing a Tin Filter in Urolithiasis with implanted Ureteral Stent

“…Die Anwendbarkeit der Methode zu diesem Ziel wurde in zahlreichen vorangegangenen Studien gezeigt, sowohl im Hinblick auf die erreichbare Strahlenreduktion als auch auf die gleichbleibend hohe Bildqualität. Anwendungen erfolgten bei der CT des Köperstammes einschließlich der Erzeugung der Topogramme [5][6][7][8] als auch im Rahmen der Diagnostik bei Urolithiasis [9][10][11]. Auswirkungen auf die Bildqualität bei Steinlagekontrollen bei Urolithiasis und bereits therapeutisch eingebrachter Harnleiterschiene wurden hingegen bisher nicht dediziert untersucht, sind aber von besonderem Interesse, da es hier aufgrund der gegebenen PSF des Abbildungssystems lokal zu Artefakten durch die einliegende Harnleiterschiene kommen kann und der Effekt des Zinnfilters auf diese nicht bekannt ist.…”

“…The option of spectral filtering has been introduced into routine diagnostics with the current generation of computer tomo-graphs. This is associated with the possibility of a significant dose reduction with good diagnostic image quality, as has been demonstrated in numerous studies in examinations with a variety of indications [5][6][7][8] including urolithiasis [9][10][11]. However, effects of dose-reducing spectral filtering on image quality with a ureteral stent directly adjacent to a calculus were not explicitly investigated.…”

“…Mit der aktuellen Gerätegeneration der Computertomografen verbunden hat die Option der spektralen Filterung Einzug in die Routinediagnostik erhalten. Mit dieser verbunden ist die Möglichkeit einer deutlichen Dosisreduktion bei guter diagnostischer Bildqualität, wie in zahlreichen Studien zu unterschiedlichen Fragestellungen [5][6][7][8] einschließlich Urolithiasis [9][10][11] √ a 1 a 2 a 3 bestimmt wurde, welcher dem Durchmesser eines äquatorialen Kugelanschnitts (Kreis) mit gleicher Schnittfläche entspricht. Die Verwendung des effektiven Durchmessers im Gegensatz zu einer diesbezüglich ebenfalls denkbaren Relation zur Schnittfläche des Konkrements basiert dabei auf grundlegenden Untersuchungen zur Abgrenzbarkeit von runden Strukturen in Gegenwart von überlagerndem Bildrauschen [13].…”

“…Mit der aktuellen Gerätegeneration der Computertomografen verbunden hat die Option der spektralen Filterung Einzug in die Routinediagnostik erhalten. Mit dieser verbunden ist die Möglichkeit einer deutlichen Dosisreduktion bei guter diagnostischer Bildqualität, wie in zahlreichen Studien zu unterschiedlichen Fragestellungen 5 6 7 8 einschließlich Urolithiasis 9 10 11 nachgewiesen werden konnte. Nicht explizit untersucht wurden jedoch Auswirkungen der dosisreduzierenden spektralen Filterung auf die Bildqualität bei direkt an ein Konkrement angrenzender Harnleiterschiene.…”