Foton-tællende CT forbedrer hjertebilleddannelse hos spædbørn med hjertefejl – Physics World

Foton-tællende CT forbedrer hjertebilleddannelse hos spædbørn med hjertefejl – Physics World

Tidsstempel: 29. juni 2023 kl. 8

Hjertefoton-tællende CT
Forbedring af billedkvalitet Hjertefotontællende CT (PCCT) hos et 174 dage gammelt mandligt spædbarn med kompleks medfødt hjertefejl: kontrastforstærkede aksiale (A) og koronale (B) PCCT-billeder og anterior (C) og posterior (D) 3D-rekonstruktioner . (Med høflighed: Radiological Society of North America)

Photon-counting CT (PCCT), en avanceret medicinsk billeddannelsesteknik, der måler energien af ​​hver enkelt røntgenfoton, er kendt for at forbedre kardiovaskulær CT-billeddannelse hos voksne. Nu er en undersøgelse fra Tyskland offentliggjort i Radiologi viser, at PCCT på samme måde forbedrer billedkvaliteten for nyfødte babyer og spædbørn, der mistænkes for at have medfødte hjertefejl.

Medfødte hjertefejl, den mest almindelige form for fødselsdefekt, diagnosticeres normalt ved hjælp af præ- og postnatal ultralydsbilleddannelse. Men ultralyd giver ikke tilstrækkelig billedkvalitet til at foretage en omfattende vurdering af individuel anatomi, især ved komplekse misdannelser hos spædbørn. Hvis operation er påkrævet, kan CT og MR anvendes til behandlingsplanlægning; men begge har begrænsninger, når de bruges sammen med babyer.

Forskere på RWTH Aachen Universitetshospital en hypotese om, at førstegenerations PCCT kunne producere billeder af bedre kvalitet end tredjegenerations energi-integrerende dual-source CT (DSCT) scanninger. PCCT tilbyder fordelene ved at konvertere røntgenfotoner direkte til elektrisk strøm, hvilket kan undgå signaltab ved detektoren. Dette bør reducere elektronisk støj og dermed øge signal-til-støj-forholdet (SNR) og kontrast-til-støj-forholdet (CNR) og/eller muliggøre billeddannelse med reduceret strålingsdosis.

"Spædbørn og nyfødte med mistanke om medfødte hjertefejl er en teknisk udfordrende gruppe af patienter til enhver billeddannelsesmetode, inklusive CT," kommenterer hovedforsker Timm Dirrichs. "Der er et væsentligt klinisk behov for at forbedre hjerte-CT af denne sårbare gruppe. Det er vigtigt omhyggeligt at kortlægge den individuelle hjerteanatomi og mulige ruter for kirurgisk indgreb ved at bruge de højest mulige diagnostiske standarder."

Dirrichs og kolleger gennemførte en prospektiv undersøgelse, der sammenlignede billedkvalitet og strålingseksponering af 83 spædbørn med mistanke om medfødte hjertefejl, som gennemgik kontrastforstærket DSCT (ved hjælp af Siemens Healthineers' Somatom Force), 30, der gennemgik kontrastforstærket PCCT (ved hjælp af Naeotom Alpha) og et spædbarn, der fik begge scanninger.

For hvert billede beregnede forskerne SNR og CNR i standardiserede områder af interesse placeret i den nedadgående aorta og det subkutane fedtvæv. De estimerede også den effektive strålingseksponering ved hjælp af CT-dosisindeks og dosislængdeprodukt. To radiologer, en pædiatrisk kardiolog og en pædiatrisk hjertekirurg vurderede uafhængigt billederne på en fempunktsskala for skarphed, overordnet visuel kontrast, afgrænsning af kar, bevægelsesartefakter, ringartefakter, kvaliteten af ​​3D-rekonstruktioner og overordnet billedkvalitet.

I alle på nær én af PCCT-scanningerne (97 %) blev CT-billederne anset for at have diagnostisk kvalitet sammenlignet med 77 % af DSCT-scanningerne. Den eneste ikke-diagnostiske PCCT-undersøgelse var resultatet af en glemt kontrastmiddelbolus. De 19 ikke-diagnostiske DSCT-undersøgelser havde uoverkommelig lav SNR og CNR, billedartefakter eller utilstrækkelig kontrastmiddeltiming.

Kvantitativ vurdering viste, at både SNR og CNR var signifikant højere for PCCT-billeder, med en gennemsnitlig SNR på 46.3 og en CNR på 62.0 sammenlignet med henholdsvis 29.9 og 37.2 for DSCT. De gennemsnitlige effektive strålingsdoser var ens: 0.50 mSv for PCCT og 0.52 mSv for DSCT.

Endelig, hvad angår den overordnede billedkvalitet, klarede PCCT sig betydeligt bedre end DSCT. Radiologiteamet vurderede 40 % af PCCT-billederne som fremragende og 47 % som gode sammenlignet med henholdsvis 4 % og 32 % for DSCT-billederne. Holdet rapporterer, at PCCT også klarede sig bedre end DSCT i alle de andre sammenlignende kategorier.

Forskerne påpeger, at resultaterne af deres PCCT-vurdering er konservative, fordi PCCT-kohorten havde en yngre medianalder, størrelse og vægt end DSCT-kohorten. De tilskriver dette det faktum, at efter at en PCCT-scanner blev tilgængelig, henviste pædiatriske hjertekirurger stadigt yngre patienter til dem på grund af den opnåede billedkvalitet.

Forskerne konkluderer, at fotontællende CT giver bedre kardiovaskulær billeddannelseskvalitet end dobbeltkilde CT ved en tilsvarende stråledosis hos børn med mistanke om hjertefejl. De mener, at PCCT også kan være nyttig til detaljeret vævskarakterisering, jodkortlægning og oprettelse af 3D-modeller. "Høj SNR og CNR af de underliggende tværsnits-CT-billeder er afgørende for at afgrænse små hjertestrukturer på 3D-modeller eller virtual reality-modeller," skriver de. "De resulterende hologrammer eller 3D-print kræves i stigende grad af pædiatriske kardiologiske kirurger til hver operation."

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden