CT-Angiographie - Spaß mit brillanten Bildern - Radebeul, 10.09.2011, Katrin Kühne
Gliederung Definition Anwendungsmöglichkeiten Technische Grundlagen Einstellparameter Optimierungsmöglichkeiten Klinische Grundlagen Image Post-Processing Fallbeispiele Ausblick Was ist möglich? Quiz 2
Definition 3
Bildgebendes Verfahren zur Darstellung von Gefäßverläufen und Gefäßabgängen durch zeitlich gesteuerte optimierte Kontrastierung KM Bolus (ausreichende Menge) Verschiedene Nachbearbeitungen 4
Anwendungsmöglichkeiten 5
Darstellung verschiedener Gefäße und Gefäßsysteme (Arterien, Venen) im gesamten Körper, z.b. Gehirn Nieren Becken Extremitäten Lunge Herz Hals Abdomen 6
Aneurysmen Dissektion, Gefäßverletzungen nach Trauma Gefäßverschlüsse, Mesenterialischämie Atherosklerose (große Gefäße, Koronararterien vor Bypass oder Stent) Arteriovenöse Malformation vor und nach endovaskulärer Intervention oder gefäßchirurgischer OP vor Lebendnierenspende (Anomalitäten, Normvarianten der nierenversorgenden Gefäße) Darstellung der arteriellen Versorgung eines malignen Tumors vor OP, Chemoembolisation, selektiver Radiotherapie vor Nierenvenenpunktion zur endokrinologischen Diagnostik bei Vd. a. pulmonalarterielle Embolie Anomalien des Lungenkreislaufs, z. B. Pulmonalvenenfehlmündung 7
Technische Grundlagen 8
a) automatisches Bolustracking für optimales Timing und homogene maximale arterielle Kontrastierung b) Testbolus: Herausfinden des Start-Delays (Intervall zwischen KM-Injektion und Aufnahmestart der Bildserie) 10 20 ml KM als Testdosis (5 ml/s) Abstand von 8 s erste Schnittbilder angefertigt Zeit-Dichte-Kurve Delayzeit für maximale Kontrastverstärkung bestimmt Relativ hohe Strahlenbelastung bis zu 13 msv 9
Technische Grundlagen Einstellparameter 10
- Röhrenspannung: kv à Kontrast, Strahlenbelastung - kv à hoher Kontrast à hohe Hautdosis + Absorption - kv à niedriger Kontrast à niedrige Hautdosis + Absorption à hohe Streustrahlung 10 kv : mas nahezu halbiert 10 kv : mas nahezu verdoppelt - Stromstärke: ma - Dauer der Anwendung: s à Maß für die Belichtung à mas à Bildgüte/Kontrast à Für Flächendosisprodukt verantwortlich - Kollimation: mm à Ortsauflösung
Beispielprotokolle Aorta thoracica KV 120 mas 50 KM oral KM i. v. Schichtdicke Topogramm Care Dose Kollimation Delay Rekonstruktion nein 80 ml (z. B. Soultrast 300) kranio-kaudal Schulter - Zwerchfell Ja 16 x 1,5 mm Bolustracking 2 mm CT - Angio 3 mm Lunge 12
Aorta abdominalis 13 KV 120 mas 50 KM oral KM i. v. Schichtdicke nein 100 ml (z. B. Soultrast 300) kranio-kaudal Topogramm Leberoberrand Trochanter minor Care Dose Kollimation Delay Rekonstruktion Ja 16 x 1,5 mm Bolustracking 2 mm Aorta Angio MIP coronar
Pulmonalisangio 14 KV 120 mas 50 KM oral KM i. v. Schichtdicke nein 80 ml (z. B. Soultrast 300) kaudo-kranial Topogramm Schulter - Zwerchfellende Care Dose Kollimation Delay Rekonstruktion Ja 16 x 0,75 mm 4 s 1 mm Mediastinum 3 mm Lunge MIP coronar
Technische Grundlagen Optimierungsmöglichkeiten 15
Optimale KM-Menge: 1,5 ml/kg KG Optimaler Flow: ~ 4 ml/s Beachtung des HMV à beeinflusst erheblich Ausmaß und Zeitpunkt der max. arteriellen Kontrastierung à langsamer Kreislauf (z. B. HI) späterer Peak, starke arterielle Kontrastierung à schneller Kreislauf (z. B. junge Pat.) KM-Enhancement (infolge der raschen Verdünnung) Hochkonzentriertes KM (> 350 mg I/ml) à weniger KM nötig und geringerer Flow möglich Adipöse Patienten: Anpassung von kv und mas zur Reduzierung des Rauschens Flow und Iodkonzentration Schichtdicke der Rekons 16
Klinische Grundlagen 17
Vorteile Nachteile Schnelle Untersuchungstechnik Strahlenbelastung 1 3 mm Schichtdicke möglich Iodhaltiges KM Thorax Leiste in einem Durchgang untersuchbar Identifikation von Gefäßkalk 18
Kontraindikationen: Schwangerschaft Nierenerkrankung (GFR < 30) Manifeste Hyperthyreose ( TSH, ft3 / ft4) KM-Allergie Diabetes, der mit Metformin-haltigen oralen Antidiabetika behandelt wird Unmittelbare Voraufnahme 19
Fehlermöglichkeiten - Pulsationsartefakte - Bewegungsartefakte - KM Paravasat, niedriger Flow - Kreislaufzeit, Hypotonie - Partialvolumeneffekt - Platzierung der ROI im falschen Lumen bei Dissektion bzw. Wandhämatom 20
Image post-processing 21
Zweck des post processing - Verhindert durch Optimierung der Daten die Übermittlung von zu viel und zu wenig Information an den Befunderheber - Optimierung der Befundung - Optimierung der Befundpräsentation im klinischen Alltag - Schutz vor Überlastung der Archive 22
Optionen I Multiplanare Rekonstruktion - MPR I Maximum Intensive Projection - MIP I Volume Rendering Technique - VRT/3D 23
Multiplanare Rekonstruktion - MPR schneller Überblick über alle Bildinformationen in koronaren, sagittalen oder axialen Schnitten am besten geeignet, um pathologische Prozesse in zentralen Anteilen des Gefäßlumens, z. B. Dissektion, zu beurteilen der MIP überlegen bei der Identifizierung der räumlichen Beziehung abgehender Gefäße zu Aorta und Dissektionsmembran Gefäßabgänge in den MPRs in mehreren Schichtebenen und überlagerungsfrei dargestellt 24
Wandveränderungen und Gefäßlumen am besten mit axialen Einzelschichten und MPRs beurteilt (mit MIP und VRT nur eingeschränkt) geometrische Messungen genau, da MPRs frei anguliert und Messung senkrecht oder parallel zum Verlauf des jeweiligen Gefäßes 25
Maximum Intensive Projection - MIP Bilddaten im Rechner zu dreidimensionalem Volumen übereinander gestapelt und in beliebiger Projektionsrichtung betrachtet à höchste Voxelwerte zu Pixelwerten à Darstellung des Gefäßes Projektionsprinzip der MIP-Rekonstruktionen Nachteil für Nachverarbeitung der kontrastverstärkten CTA-Datensätze, bei denen sich Kalk und ossäre Strukturen hyperdens darstellen Überlagerungen des Gefäßlumens 26
dann für die Rekonstruktion anwendbar, wenn Kontrast ausreicht und keine störenden Überlagerungen z. B. durch Knochenstrukturen zu erwarten sind Je nach Länge des Untersuchungsbereichs und Größe der zu erfassenden Gefäße müssen Schichtdicke, Tischvorschub, Rekonstruktionsintervall und Modus der KM-Applikation der Fragestellung angepasst werden 27
Vorteil: Auch kleinere Gefäße bis 2 mm Durchmesser sichtbar, solange sie höhere CT-Werte als die Umgebung besitzen Nachteil: Dissektionsmembranen nur erkennbar, wenn sie exakt parallel zum Betrachtungswinkel der MIP verlaufen à gekrümmte MPR 28
Volume Rendering Technique - VRT/3D Aufgabe: Bildinformation auf die befundrelevante Information reduzieren und redundante Daten entfernen Bildanalyse beschleunigt Befund leichter und schneller erkennbar Cave:» Gefahr des Informationsverlustes» Kontrast vermindert, insbesondere im Vergleich zu MPR 29
Grundsätzlich zur 2D- oder 3D-Nachverarbeitung möglichst hochauflösende Originaldatensätze mit möglichst isotroper Voxelkonfiguration notwendig für unterschiedliche Abschnitte der Dichteskala eine unterschiedliche Dichte, Farbe und Transparenz definiert Wiederholte Summation aller Voxel entlang einer Linie aus Sicht des Betrachters jeder Wert wird zu Pixel verarbeitet 30
Fallbeispiele 31
Fallbeispiele 1 EKG-Triggerung/EKG-Gating 32
EKG-Triggerung à prospektiv à Daten innerhalb eines vorgegebenen Intervalls des Herzzyklus anhand des EKGs aquiriert à fixes Delay nach der R-Zacke, rel. Delay in % des RR-Intervalls, fixes Delay vor der R-Zacke EKG-Gating à retrospektiv à Daten während des gesamten Herzzyklus aquiriert à Rekonstruktion in den verschiedenen Phasen des Herzzyklus möglich
EKG-Gating D. Theisen1 H. von Tengg-Kobligk2 H. Michaely1 K. Nikolaou1 M.F. Reiser1 B.J. Wintersperger1 1 Institut für Klinische Radiologie, Klinikum Großhadern der Ludwig-Maximilians-Universität München 2 Abt. Radiologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) Heidelberg Radiologe 2007 47:982 992 34
Fallbeispiele 2 36
Intramurales Hämatom (IMH) mit multiplen PAUs der thorakalen Aorta descendens 37
Fallbeispiele 3 38
Typ B Dissektion - VRT 39
Spontane Aortendissektion 40
Fallbeispiele 4 41
Aneurysma spurium Leiste 42
Fallbeispiele 5 44
Traumatische Aortendissektion mit Beteiligung der A. subclavia sin. 45
46
Fallbeispiele 6 47
1 Rupturiertes AAA 48
2 Rupturiertes AAA 49
Fallbeispiele 7 51
Thorakales Aortenaneurysma 52
Fallbeispiele 8 54
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Fallbeispiele 9 Anomalien/Normvarianten 60
Arteria lusoria Atypisch verlaufende A. subclavia dex. Abgang aus Aorta Anstatt Trc. brachio- cephalicus http://mevis-research.de 61
Ausblick, was ist möglich? 68
CTA der Koronararterien Gegenstand wissenschaftlicher Studien Kann konventionelle Koronarangiographie noch nicht ersetzen Für therapeutische Eingriffe (Stenting, Ballondilatation, Coiling ) weiterhin konventionelle Angiographie erforderlich Keine valide Aussage über Einbeziehung von Koronarien und Aortenklappe z. B. bei Dissektion mittels CTA der Aorta möglich 69
- Virtuelle CT-Angiographie - Spiral-CT-Technik Voraussetzung für Sprung von der 2D-Darstellung zur multiplanarend-rekonstruktion der Aorta - ermöglicht nicht nur Volumenmessung endovaskulär versorgter AAA im follow-up, sondern optimiert auch präoperative Diagnostik - Im Sinne einer virtuellen Navigation kann Therapeut Pathomorphologie und Anatomie präoperativ visualisieren Informationen über arteriosklerotische Veränderungen 70
- Centerline (errechnete Linie im Mittelpunkt des durchströmten, kontrastierten Aortenlumens) in der festgelegten Verankerungszone im 90 -Winkel minimaler und maximaler Durchmesser des Aortenlumens berechnet - ermöglicht exakte Dimensionierung und Auswahl der Endoprothese Erfolg der Behandlung 71
a Centerline-Messung einer 3D-CT-Un-tersuchung bei chronisch expandierender Aortendis-sektion (CEAD) b Durch-messerbestimmung im 90 -Winkel zur Centerline (rote bzw. grüne Linie) D. Böckler A. Hyhlik-Dürr H. von Tengg-Kobligk R. Lopez-Benitez H.-U. Kauczor K. Klemm Radiologe 2007 47:962 973, DOI 10.1007/s00117-007-1588-, Online publiziert: 26. Oktober 2007, Springer Medizin Verlag 2007 72
1) full navigation mit 3D-Rekonstruktion der Aortenwand 2) empty navigation mit Subtraktion der Aortenwand nach TEVAR zur Analyse des Stent-grafts 73
Full navigation N. Louis, E. Bruguiere, H. Kobeiter, P. Desgranges, E. Allaire, M. Kirsch, JP. Becquemin. Eur J Vasc Endovasc Surg (2010) 10, 340-347 74
Empty navigation VA nach TEVAR 75 N. Louis, E. Bruguiere, H. Kobeiter, P. Desgranges, E. Allaire, M. Kirsch, JP. Becquemin. Eur J Vasc Endovasc Surg (2010) 10, 340-347
Quiz 76
- 22 Jahre, männlich - Hochrasanztrauma (VKU) mit Herausschleudern aus dem Fahrzeug - bei Ankuft Notarzt bewusstlos - bei Ankunft Klinik intubiert und beatmet, Femoralispulse 77
78
79
80
Ideen? 81
KM-Austritt in der Nähe der Milz aktive Blutung 82
83
Bilaterale Niereninfarkte 84
85
Einseitiger Niereninfarkt kann das Ergebnis einer lokalisierten Verletzungen sein Wenn bilaterale Infarkte embolische Quelle? Häufigste Lokalisation nach einer Verletzung für diese Embolien Aorta am Isthmus, weil Aorta dort fixiert In diesem Fall allerdings: traumatische Dissektion der Aorta auf Zwerchfellhöhe Häufiger Ort für Verletzungen der Aorta aufgrund der relativen Fixierung 86
http://www.radiologyassistant.nl 87
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Adresse: Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Institut und Poliklinik für Radiologische Diagnostik Fetscherstraße 74, 01307 Dresden Kontakt: Katrin Kühne Telefon: 0351 458-18222 Telefax: 0351458-5758 E-Mail: katrin.kuehne@uniklinikumdresden.de
Literatur Rubin et al. CT angiography earns role in thoracic aorta. Diagn Imaging (San Franc). 1995 Nov; Suppl:CT10-3 Smith PA, Fishman EK (1999) Clinical integration of three-dimensional helical CT angiography into academic radiology: results of a focused survey. AJR 173:445 447 Kandarpa K, Sandor T,Tieman J,Hooshmand R, Chopra PS, Chakrabati J (1993) Rapid threedimensional surface reconstruction of magnetic resonance images of large arteries and veins: a preliminary evaluation of clinical utility.cardiovascul Intervent Radiol 16:25 29 Johnson PT, Fishman EK,Duckwall JR, Calhoun PS,Heath DG (1998) Interactive threedimensional volume rendering of spiral CT data: current applications in the thorax. Radiographics 18:165 187 D. Böckler, A. Hyhlik-Dürr, H. von Tengg-Kobligk, R. Lopez-Benitez, H.-U. Kauczor, K. Klemm Radiologe 2007 47:962 973 D. Theise, H. von Tengg-Kobligk, H. Michaely, K. Nikolaou, M.F. Reiser, B.J. Wintersperger. Radiologe 2007 47:982 992 N. Louis, E. Bruguiere, H. Kobeiter, P. Desgranges, E. Allaire, M. Kirsch, JP. Becquemin. Eur J Vasc Endovasc Surg (2010) 10, 340-347 PD Dr. Jörn O. Balze. Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin Katholisches Klinikum Mainz. CT-Angiographie der Aorta http://mevis-research.de http://radiologyassistant.nl 89