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2025-09-25T10:22:32Z

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{{Dieser Artikel|behandelt die dosimetrische Messgröße, zum gleichnamigen US-amerikanischen Unternehmen siehe [[Communications Test Design]].}}
Der '''CTDI''' ist eine Messgröße in der [[Dosimetrie]] und Grundlage für die Berechnung der [[Strahlenbelastung]] während einer Röntgenaufnahme mit Hilfe eines [[Computertomograph]]en. Die Abkürzung steht für "'''C'''omputed '''T'''omography '''D'''ose '''I'''ndex".

Im Gegensatz zu anderen Verfahren der [[Radiologie#Diagnostische Radiologie|diagnostischen Radiologie]] wird der Patient während einer computertomographischen Untersuchung von allen Seiten angestrahlt. Der Röntgenstrahl ist außerdem nicht breit aufgefächert, sondern zu einem in Richtung der [[Rotationsachse]] der [[Röntgenröhre]] sehr schmalen Schlitz hin [[Kollimation|kollimiert]]. Auch außerhalb der eigentlichen Schicht finden sich durch Streustrahlung nicht unerhebliche Dosisanteile.
Der CTDI entspricht der [[Energiedosis]], die in einem angenommenen, rechteckigen Profil der vom Hersteller angegebenen Schichtdicke des CTs absorbiert worden wäre. Außerhalb der Schicht liegende Dosisanteile werden dabei zur Schichtdosis addiert.

Führt man eine Computertomographie durch, bei der mehrere Schichten aneinandergereiht werden, kommt es durch den Beitrag der Streustrahlung zu einer höheren Dosis als bei der Untersuchung mit Einzelschichten. Um diese Dosis, die sich aus einer Mehrschichtuntersuchung ergibt, zu berechnen, wurde der "Multiple Slice Average Dose" vorgeschlagen:

<math>MSAD=\frac{1}{nT}\int_{-\infty}^{\infty}{D(z)\text{d}z}</math>

Mit:

T = Schichtdicke

n = Zahl der Schichten

D = gemessene Dosis

Die z-Achse steht senkrecht zur Bildebene und verläuft in Richtung der Patientenlängsachse.

Theoretisch müsste die Streustrahlung unendlich in positiver und negativer Richtung der z-Achse berücksichtigt werden. Da dies in der Praxis nicht möglich ist, wurde der <math>CTDI_{FDA}</math> von der [[FDA]] 1981 eingeführt, der das Integral der Strahlendosis in den benachbarten 14 Schichten zur Messebene bildet:

<math>CTDI_{FDA}=\frac{1}{nT}\int_{-7T}^{7T}{D(z)\text{d}z}</math>

Der CTDI wird mit Hilfe von [[Wasserphantom]]en bestimmt, die die Verhältnisse innerhalb des menschlichen Körpers möglichst ideal simulieren. Wenn der CTDI ohne Verwendung eines Phantoms in Luft ermittelt wird, spricht man vom CTDILuft. Die Maßeinheit des CTDI ist das mGy (Milli-[[Gray]]). Durch Multiplikation des CTDI mit der Länge des Untersuchungsvolumens erhält man das [[Dosis-Längen-Produkt]] (DLP); es quantifiziert die gesamte Strahlenexposition des Patienten während einer CT-Untersuchung.

== CTDI beim Spiral-CT ==
Bei den meisten CT-Untersuchungen erfolgt simultan zur Rotation der Röhre auch eine Translationsbewegung des Patiententisches.
Das Verhältnis zwischen der zurückgelegten Strecke d360° für eine volle Röhren-Rotation zur Strahlkollimation C wird als [[Pitchfaktor]] bezeichnet und muss bei der Berechnung des CTDI berücksichtigt werden.

Es gilt:

<math>P=\frac{d_{360^{\circ}}}{C}</math>

Die Strahlkollimation C ist die Gesamtdicke aller gleichzeitig aufgenommenen Schichten.

Damit berechnet sich der sog. CTDIvol zu:

<math>CTDI_{vol}=\frac{CTDI_{w}}{P}</math>

CTDI beim Spiral-CT

== Messung des CTDI ==
Für Qualitätssicherungen und Angabe der Patientendosis von CT-Aufnahmen wurde entsprechend der Messstandard <math>CTDI_{100}</math> definiert, welcher das gemessene [[Kerma (Physik)|Kerma]] in Luft in einem Intervall von <math>z=\pm 50</math> mm in einem entsprechenden CTDI-Phantom angibt:

<math>CTDI_{100}= \frac{1}{n\cdot h}\int^{+50 mm}_{-50mm}dzD(z)</math>,

wobei <math>n</math> die Anzahl gleichzeitig aufgenommener Schichten der Dicke <math>h</math> ist.
Für die Messung des <math>CTDI_{100}</math> wird in der Regel ein PMMA-Phantom mit einer Länge von 150 mm Länge und eine Ionisationskammer mit einer Länge von 100 mm genutzt, wodurch sowohl die geschwächte Nutzstrahlung als auch Streustrahlung aus dem Phantom erfasst wird.
Um verschiedene Bereiche des Körpers und sowohl Erwachsene, als auch Kinder durch die Messungen wiedergeben zu können, werden Phantome in den Durchmessern 10 cm (Kinder Schädel), 16 cm (Kinder Torso, Erwachsene Schädel) und 32 cm (Erwachsene Torso) definiert.
Die Messung erfolgt dabei in 5 verschiedenen Positionen im Phantom, wobei über eine zentrale Messposition mit vier peripheren Messpositionen in 10 mm Tiefe der gewichtete CTDI:

<math>CTDI_w = \frac{1}{3}CTDI^z_{100}+\frac{2}{3}CTDI^{p}_{100}</math>

ermittelt wird. Der <math>CTDI^p_{100}</math> ist hier bereits über die vier peripheren Messpositionen gemittelt.

Diese Definition ist jedoch bereits bei Strahlungsbreiten von über 40 mm durch fehlende Streustrahlungsanteile ungenau gegenüber dem <math>CTDI_\infty</math>, bzw. <math>MSAD</math>.

Hierzu wurde in dem IAEA Bericht Nr. 5 und IEC 60601-2-44 der <math>CTDI_{100}</math> für Strahlungsbreiten <math>h\geq 40</math> mm um Messungen in freier Luft bei einer Referenzbreite <math>h_{Ref}\leq 20</math> mm angepasst:

<math>CTDI_{100} = \frac{1}{h_{Ref}}\int^{+50 mm}_{-50mm}dzD_{Ref}(z)\times\frac{CTDI_\mathrm{frei-Luft, h}}{CTDI_\mathrm{frei-Luft, Ref}}</math>,

mit <math>CTDI_\mathrm{frei-Luft}</math> gemessen mit einer Ionisationskammer in freier Luft bei Referenzbreite und gewünschter Strahlungsbreite.

== Quellen ==
* Jürgen Freyschmidt, Theodor Schmidt: ''Handbuch diagnostische Radiologie. Band 1: Strahlenphysik, Strahlenbiologie, Strahlenschutz.'' Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-41419-3, S. 27 ff. ({{Google Buch|BuchID=WK0dBgAAQBAJ|Seite=27|Hervorhebung=CTDI}}).

* Willi A. Kalender: ''Computertomographie, Grundlagen, Gerätetechnologie, Bildqualität, Anwendungen'' Publicis Corporate Publishing, Erlangen, 2006, ISBN 3-89578-215-7

* Cynthia McCollough et al. ''AAPM REPORT NO. 96 The Measurement, Reporting, and Management of Radiation Dose in CT'' Report of AAPM Task Group 23: CT Dosimetry Diagnostic Imaging Council CT Committee 2008, ISBN 978-1-888340-73-0

* Shope, T.B.; Gagne, R.M.; Johnson, G.C.: ''A method for describing the doses delivered by x-ray computed tomography.'' In: ''Med. Phys.'' 1981; 8: 488–495
* Hanno Krieger: ''Strahlungsmessung und Dosimetrie.'' Vieweg & Teubner Verlag, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1546-0, S. 202

* Wolfgang Schlegel, Christian P. Karger, Oliver Jäkel (Hrsg.): ''Medizinische Physik, Grundlagen - Bildgebung - Therapie - Technik. Springer, Berlin 2018,'' ISBN 978-3-662-54800-4, https://doi.org/10.1007/978-3-662-54801-1, S. 182

* International Atomic Energy Agency: ''IAEA Human Health Report No 5 - Status of Computed Tomography Dosimetry for Wide Cone Beam Scanners''. IAEA, Wien 2011, [https://www-pub.iaea.org/mtcd/publications/pdf/pub1528_web.pdf]

[[Kategorie:Strahlenschutz]]
[[Kategorie:Abkürzung]]

CTDI - Versionsgeschichte

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