Foton-telling CT forbedrer hjerteavbildning hos spedbarn med hjertefeil – Physics World

Foton-telling CT forbedrer hjerteavbildning hos spedbarn med hjertefeil – Physics World

Tidsstempel: 29. juni 2023 8:30

Hjertefoton-telling CT
Forbedring av bildekvalitet Hjertefotontelling CT (PCCT) hos et 174 dager gammelt mannlig spedbarn med kompleks medfødt hjertefeil: kontrastforsterkede aksiale (A) og koronale (B) PCCT-bilder, og fremre (C) og bakre (D) 3D-rekonstruksjoner . (Med tillatelse: Radiological Society of North America)

Photon-counting CT (PCCT), en avansert medisinsk bildebehandlingsteknikk som måler energien til hvert enkelt røntgenfoton, er kjent for å forbedre kardiovaskulær CT-avbildning hos voksne. Nå er en studie fra Tyskland publisert i Radiologi viser at PCCT på samme måte forbedrer bildekvaliteten for nyfødte babyer og spedbarn som mistenkes for å ha medfødte hjertefeil.

Medfødte hjertefeil, den vanligste typen fødselsdefekt, diagnostiseres vanligvis ved hjelp av pre- og postnatal ultralyd. Men ultralyd gir ikke tilstrekkelig bildekvalitet til å gjøre en helhetlig vurdering av individuell anatomi, spesielt ved komplekse misdannelser hos spedbarn. Hvis kirurgi er nødvendig, kan CT og MR brukes for behandlingsplanlegging; men begge har begrensninger når de brukes med babyer.

Forskere ved RWTH Aachen universitetssykehus antok at førstegenerasjons PCCT kan gi bilder av bedre kvalitet enn tredjegenerasjons energiintegrerende CT-skanninger (DSCT) med to kilder. PCCT tilbyr fordelene ved å konvertere røntgenfotoner direkte til elektrisk strøm, noe som kan unngå signaltap ved detektoren. Dette bør redusere elektronisk støy, og dermed øke signal-til-støy-forholdet (SNR) og kontrast-til-støy-forholdet (CNR) og/eller muliggjøre bildebehandling med redusert stråledose.

"Spedbarn og nyfødte med mistenkt medfødt hjertefeil er en teknisk utfordrende gruppe pasienter for enhver bildebehandlingsmetode, inkludert CT," kommenterer hovedetterforsker Timm Dirrichs. "Det er et betydelig klinisk behov for å forbedre hjerte-CT av denne sårbare gruppen. Det er viktig å kartlegge den individuelle hjerteanatomien og mulige ruter for kirurgisk inngrep nøye ved å bruke de høyest mulige diagnostiske standardene.»

Dirrichs og kolleger utførte en prospektiv studie som sammenlignet bildekvalitet og strålingseksponering av 83 spedbarn med mistenkt medfødt hjertefeil som gjennomgikk kontrastforsterket DSCT (ved bruk av Siemens Healthineers' Somatom Force), 30 som gjennomgikk kontrastforsterket PCCT (ved bruk av Naeotom Alpha) og ett spedbarn som hadde begge skanningene.

For hvert bilde beregnet forskerne SNR og CNR i standardiserte områder av interesse plassert i den synkende aorta og subkutant fettvev. De estimerte også den effektive strålingseksponeringen ved å bruke CT-doseindeks og doselengdeprodukt. To radiologer, en pediatrisk kardiolog og en pediatrisk hjertekirurg vurderte bildene uavhengig av hverandre på en fempunkts skala for skarphet, generell visuell kontrast, avgrensning av kar, bevegelsesartefakter, ringartefakter, kvaliteten på 3D-rekonstruksjoner og generell bildekvalitet.

I alle unntatt én av PCCT-skanningene (97 %) ble CT-bildene vurdert av diagnostisk kvalitet, sammenlignet med 77 % av DSCT-skanningene. Den eneste ikke-diagnostiske PCCT-undersøkelsen var resultatet av en glemt kontrastmiddelbolus. De 19 ikke-diagnostiske DSCT-undersøkelsene hadde uoverkommelig lav SNR og CNR, bildeartefakter eller utilstrekkelig timing av kontrastmiddel.

Kvantitativ vurdering viste at både SNR og CNR var signifikant høyere for PCCT-bilder, med en gjennomsnittlig SNR på 46.3 og en CNR på 62.0, sammenlignet med henholdsvis 29.9 og 37.2 for DSCT. De gjennomsnittlige effektive stråledosene var like: 0.50 mSv for PCCT og 0.52 mSv for DSCT.

Til slutt, når det gjelder generell bildekvalitet, ga PCCT betydelig bedre resultater enn DSCT. Radiologiteamet vurderte 40 % av PCCT-bildene som utmerket og 47 % som gode, sammenlignet med henholdsvis 4 % og 32 % for DSCT-bildene. Teamet rapporterer at PCCT også overgikk DSCT i alle de andre komparative kategoriene.

Forskerne påpeker at resultatene av deres PCCT-vurdering er konservative, fordi PCCT-kohorten hadde en yngre median alder, størrelse og vekt enn DSCT-kohorten. De tilskriver dette det faktum at etter at en PCCT-skanner ble tilgjengelig, henviste pediatriske hjertekirurger stadig yngre pasienter til dem på grunn av bildekvaliteten som ble oppnådd.

Forskerne konkluderer med at foton-telling CT gir bedre kardiovaskulær bildekvalitet enn tokilde CT ved en tilsvarende stråledose hos barn med mistanke om hjertefeil. De mener at PCCT også kan være nyttig for detaljert vevskarakterisering, jodkartlegging og opprettelse av 3D-modeller. "Høy SNR og CNR av de underliggende tverrsnitts-CT-bildene er avgjørende for å avgrense små hjertestrukturer på 3D-modeller eller virtuelle virkelighetsmodeller," skriver de. "De resulterende hologrammene eller 3D-utskriftene kreves i økende grad av pediatriske kardiologiske kirurger for hver operasjon."

Tidstempel:

Mer fra Fysikkens verden