Photonenzählende CT verbessert die Herzbildgebung bei Säuglingen mit Herzfehlern – Physics World

Photonenzählende CT (PCCT), ein fortschrittliches medizinisches Bildgebungsverfahren, das die Energie jedes einzelnen Röntgenphotons misst, verbessert bekanntermaßen die kardiovaskuläre CT-Bildgebung bei Erwachsenen. Jetzt wurde eine Studie aus Deutschland veröffentlicht Radiologie zeigt, dass PCCT die Bildqualität bei Neugeborenen und Säuglingen mit Verdacht auf angeborene Herzfehler in ähnlicher Weise verbessert.

Angeborene Herzfehler, die häufigste Art von Geburtsfehlern, werden in der Regel mittels prä- und postnataler Ultraschallbildgebung diagnostiziert. Insbesondere bei komplexen Fehlbildungen im Säuglingsalter bietet Ultraschall jedoch keine ausreichende Bildqualität, um eine umfassende Beurteilung der individuellen Anatomie zu ermöglichen. Wenn eine Operation erforderlich ist, können CT und MRT zur Behandlungsplanung eingesetzt werden; aber beide haben Einschränkungen bei der Anwendung bei Babys.

Forscher an der Universitätsklinikum der RWTH Aachen stellten die Hypothese auf, dass PCCT-Scans der ersten Generation Bilder von besserer Qualität liefern könnten als energieintegrierende Dual-Source-CT-Scans (DSCT) der dritten Generation. PCCT bietet den Vorteil, Röntgenphotonen direkt in elektrischen Strom umzuwandeln, wodurch Signalverluste am Detektor vermieden werden können. Dies soll das elektronische Rauschen reduzieren und so das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und das Kontrast-Rausch-Verhältnis (CNR) erhöhen und/oder eine Bildgebung mit reduzierter Strahlendosis ermöglichen.

„Säuglinge und Neugeborene mit Verdacht auf angeborene Herzfehler sind eine technisch anspruchsvolle Patientengruppe für jede Bildgebungsmethode, einschließlich CT“, kommentiert Studienleiter Timm Dirrichs. „Es besteht ein erheblicher klinischer Bedarf zur Verbesserung der Herz-CT dieser gefährdeten Gruppe. Es ist wichtig, die individuelle Herzanatomie und mögliche chirurgische Eingriffswege sorgfältig abzubilden und dabei die höchstmöglichen diagnostischen Standards zu nutzen.“

Dirrichs und Kollegen führten eine prospektive Studie durch, in der die Bildqualität und die Strahlenbelastung von 83 Säuglingen mit Verdacht auf angeborene Herzfehler verglichen wurden, die sich einer kontrastmittelverstärkten DSCT unterzogen (unter Verwendung der Methode von Siemens Healthineers). Somatom-Kraft), 30, die sich einer kontrastverstärkten PCCT unterzogen (unter Verwendung des Naeotom Alpha) und ein Kleinkind, bei dem beide Scans durchgeführt wurden.

Für jedes Bild berechneten die Forscher das SNR und das CNR in standardisierten interessierenden Regionen in der absteigenden Aorta und im subkutanen Fettgewebe. Sie schätzten auch die effektive Strahlenexposition mithilfe des CT-Dosisindex und des Dosis-Längen-Produkts ab. Zwei Radiologen, ein Kinderkardiologe und ein Kinderherzchirurg bewerteten die Bilder unabhängig voneinander auf einer Fünf-Punkte-Skala hinsichtlich Schärfe, visuellem Gesamtkontrast, Gefäßabgrenzung, Bewegungsartefakten, Ringartefakten, Qualität der 3D-Rekonstruktionen und Gesamtbildqualität.

Bis auf einen der PCCT-Scans (97 %) wurden die CT-Bilder bei allen PCCT-Scans als diagnostisch hochwertig eingestuft, im Vergleich zu 77 % der DSCT-Scans. Die einzige nicht diagnostische PCCT-Untersuchung war das Ergebnis eines verpassten Kontrastmittelbolus. Die 19 nicht-diagnostischen DSCT-Untersuchungen wiesen unerschwinglich niedrige SNR- und CNR-Werte, Bildartefakte oder ein unzureichendes Kontrastmittel-Timing auf.

Die quantitative Bewertung ergab, dass sowohl SNR als auch CNR bei PCCT-Bildern signifikant höher waren, mit einem mittleren SNR von 46.3 und einem CNR von 62.0, verglichen mit 29.9 bzw. 37.2 bei DSCT. Die mittleren effektiven Strahlendosen waren ähnlich: 0.50 mSv für PCCT und 0.52 mSv für DSCT.

Was schließlich die Gesamtbildqualität betrifft, übertraf die PCCT die DSCT deutlich. Das Radiologieteam bewertete 40 % der PCCT-Bilder als ausgezeichnet und 47 % als gut, verglichen mit 4 % bzw. 32 % bei den DSCT-Bildern. Das Team berichtet, dass PCCT auch in allen anderen Vergleichskategorien die DSCT übertraf.

Photonenzählende Detektoren senken kontrastbedingte Risiken in der CT-Angiographie

Die Forscher weisen darauf hin, dass die Ergebnisse ihrer PCCT-Bewertung konservativ sind, da die PCCT-Kohorte ein jüngeres Durchschnittsalter, eine jüngere Größe und ein jüngeres Gewicht aufwies als die DSCT-Kohorte. Sie führen dies darauf zurück, dass nach der Verfügbarkeit eines PCCT-Scanners Kinderherzchirurgen aufgrund der erzielten Bildqualität immer jüngere Patienten an diesen überwiesen.

Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass die Photonenzählungs-CT bei Kindern mit Verdacht auf Herzfehler eine bessere Qualität der kardiovaskulären Bildgebung bietet als die Dual-Source-CT bei ähnlicher Strahlungsdosis. Sie glauben, dass PCCT auch für die detaillierte Gewebecharakterisierung, Jodkartierung und die Erstellung von 3D-Modellen nützlich sein könnte. „Ein hohes SNR und CNR der zugrunde liegenden CT-Querschnittbilder sind entscheidend für die Darstellung kleiner Herzstrukturen auf 3D-Modellen oder Virtual-Reality-Modellen“, schreiben sie. „Die daraus resultierenden Hologramme oder 3D-Drucke werden von Kinderkardiologen zunehmend für jede Operation benötigt.“

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/photon-counting-ct-improves-cardiac-imaging-in-infants-with-heart-defects/