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24.04.2019 | Scientific Article | Ausgabe 11/2019 Open Access

Skeletal Radiology 11/2019

CT radiation dose reduction in patients with total hip arthroplasties using model-based iterative reconstruction and orthopaedic metal artefact reduction

Zeitschrift:
Skeletal Radiology > Ausgabe 11/2019
Autoren:
Ruud H. H. Wellenberg, Jochen A. C. van Osch, Henk J. Boelhouwers, Mireille A. Edens, Geert J. Streekstra, Harmen B. Ettema, Martijn F. Boomsma
Wichtige Hinweise

Publisher’s note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Objective

To evaluate the impact of radiation dose reduction on image quality in patients with metal-on-metal total hip arthroplasties (THAs) using model-based iterative reconstruction (MBIR) combined with orthopaedic metal artefact reduction (O-MAR).

Materials and methods

Patients with metal-on-metal THAs received a pelvic CT with a full (FD) and a reduced radiation dose (RD) with −20%, −40%, −57%, or −80% CT radiation dose respectively, when assigned to group 1, 2, 3, or 4 respectively. FD acquisitions were reconstructed with iterative reconstruction, iDose4. RD acquisitions were additionally reconstructed with iterative model-based reconstruction (IMR) levels 1–3 with different levels of noise suppression. CT numbers, noise and contrast-to-noise ratios were measured in muscle, fat and bladder. Subjective image quality was evaluated on seven aspects including artefacts, osseous structures, prosthetic components and soft tissues.

Results

Seventy-six patients were randomly assigned to one of the four groups. While reducing radiation dose by 20%, 40%, 57%, or 80% in combination with IMR, CT numbers remained constant. Compared with iDose4, the noise decreased (p < 0.001) and contrast-to-noise ratios increased (p < 0.001) with IMR. O-MAR improved CT number accuracy in the bladder and reduced noise in the bladder, muscle and fat (p < 0.01). Subjective image quality was rated lower on RD IMR images than FD iDose4 images on all seven aspects (p < 0.05) and was not related to the applied radiation dose reduction.

Conclusion

In RD IMR with O-MAR images, CT numbers remained constant, noise decreased and contrast-to-noise ratios between muscle and fat increased compared with FD iDose4 with O-MAR images in patients with metal-on-metal THAs. Subjective image quality reduced, regardless of the degree of radiation dose reduction.

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Literatur
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