Langenbach, Isabel L. ORCID: 0000-0001-7410-0635 (2023). Reduktion der Kontrastmittelmenge bei der Computertomographie zur Planung des Transaortic Valve Replacement unter Betrachtung virtuell monoenergetischer Rekonstruktionen: Eine Qualitätssicherungsmaßnahme. PhD thesis, Universität zu Köln.
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Abstract
Die kontrastmittelgestütze Computertomographie (CT) ist essentieller Bestandteil der präinterventionellen Planung eines Transkatheter-Aortenklappenersatzes (TAVR). Die Nutzung der Dual-Energy CT-Technik bietet vielfältige Optionen in der Nachbearbeitung der Bilddatensätze wie beispielsweise virtuell monoenergetische (virtual monoenergetic imaging, VMI) Rekonstruktionen. Hierbei kann die Röhrenspannung im Nachhinein virtuell geändert und ein gewünschtes hypothetisches Energieniveau, meist im Bereich von 40 bis 200 keV, dargestellt werden. VMI Rekonstruktionen mit niedrigen keV-Werten können dabei zur Optimierung des intravasalen Kontrastes nach Kontrastmittelgabe durch die Annäherung an die k-Kante von Iod genutzt werden. Dies ermöglicht eine relevante Verringerung der Kontrastmitteldosis ohne Beeinträchtigung der Bildqualität. Verbunden mit dem Wissen um die häufig bereits eingeschränkte Nierenfunktion der zumeist älteren TAVR Patienten erscheint dies von Relevanz. Ziel dieser prospektiven Qualitätssicherungsstudie war die Reduktion der Kontrastmittelmenge für die prä-TAVR CT unterhalb der Standarddosis von 60 ml. Es erfolgte die Bewertung der qualitativen und quantitativen Bildqualität zur Sicherstellung einer suffizienten und diagnostisch ausreichenden Bildqualität. Zusätzlich wurden VMI Rekonstruktionen aus Bilddatensätzen der Dual-Energy Spektral-Detektor CT zur Verstärkung des intravasalen Kontrastes evaluiert. In die Studie wurden 60 konsekutive Patienten (32 Männer, 28 Frauen; 81±7,5 Jahre) eingeschlossen. Alle Patienten wurden mit einem standardisierten CT-Bildgebungsprotokoll untersucht. Dieses umfasste einen nativen Scan der Aortenklappe zum Calciumscoring sowie eine kontrastmittelgestütze Computertomographie des Herzens, der Aorta und der Beckenstrombahn zur TAVR-Planung. 15 Patienten wurden mit der Standarddosis von 60 ml Kontrastmittel untersucht, anschließend erfolgte die Reduktion der Kontrastmittelmenge jeweils um 10 ml (50 ml, 40 ml, 30 ml) für jeweils 15 Patienten. Die Bilddaten wurden für diese Studie mit dem Standardrekonstruktions-Algorithmus sowie mit VMI Rekonstruktionen zwischen 40 – 140 keV berechnet. Es erfolgte die quantitative Analyse der metrischen Parameter der Aortenklappe und des Zugangsweges sowie die Evaluation des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR) und des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses (CNR) in mehreren Gefäßabschnitten. Die qualitative Analyse erfolgte mittels 5-Punkt Likert-Skala durch zwei Radiologen (Gutachtergruppe 1) und zwei Ärzte mit Erfahrung in der TAVR-Bildgebung (Gutachtergruppe 2), alle verblindet hinsichtlich der applizierten Kontrastmittelmenge und VMI Rekonstruktion. Zusammenhänge wurden bei ordinalskalierten Variablen mittels Rangkorrelationen untersucht. Zur Untersuchung hinsichtlich der Unterschiede in den einzelnen Gruppen erfolgte mittels Kruskal-Wallis Test, die post-hoc Analyse mittels Dunn-Bonferroni-Test. P-Werte ≤ 0,05 galten als statistisch signifikant. Die quantitative Analyse der Gefäßdiameter zeigte innerhalb der Kontrastmittelgruppen für die Aorta ascendens keine signifikanten Änderungen über die einzelnen Rekonstruktionen. Für die Beckenstrombahn wurden in der 30 ml Kontrastmittelgruppe für die A. iliaca externa rechts signifikant größere Diameter in den VMI 140 keV Rekonstruktionen im Vergleich der Standardrekonstruktion gemessen (p < 0,05). Die SNR fiel für die Standardrekonstruktion und die VMI 40 keV Rekonstruktion bei Verwendung von 30 ml KM im Vergleich zum Standard mit 60 ml signifikant ab. Dies konnte sowohl in der Aorta ascendens (p = 0.004 und p = 0,001) wie auch in der A. iliaca externa rechts (p = 0,024 und p = 0,020), exemplarisch für die Beckengefäße, gezeigt werden. Beim Vergleich der Rekonstruktionen innerhalb der einzelnen Kontrastmittelgruppen konnte für die Aorta ascendens jeweils kein Unterschied zwischen der Standardrekonstruktion und der VMI 40 keV und 60 keV Rekonstruktion gezeigt werden, die übrigen VMI-Rekonstruktionen (VMI 80, 100, 120, 140 keV) zeigten einen signifikanten Abfall der SNR (p = <0,001 – 0,046). Für die Beckenstrombahn zeigte lediglich die VMI 40 keV Rekonstruktion keinen signifikanten Unterschied (p = 0,487 – 0,810) der SNR im Vergleich mit der Standardrekonstruktion. Die Analyse der CNR ergab ebenfalls einen signifikanten Abfall bei Gabe von 30 ml KM verglichen mit 60 ml KM, für die Aorta ascendens in der Standardrekonstruktion (p = 0,002) und für VMI 40 keV sowie 60 keV (p < 0,001). Auch für die die unterschiedlichen keV Stufen innerhalb der einzelnen Kontrastmittelgruppen ergab sich kein signifikanter Unterschied zwischen dem Standard und VMI 40 keV (p = 0,255 – 0,619) respektive VMI 60 keV (p = 0,112 – 0,344) in der Aorta ascendens, für die Beckengefäße nur mit VMI 40 keV (p = 0,398 – 0,549). Die qualitative Analyse der 1. Gutachtergruppe zeigt einen signifikanten Abfall der Bildqualität in der 30 ml Gruppe vergleichen mit 60 ml KM in der Standardrekonstruktion für die Aortenklappe (p = <0,001), die Koronararterienabgänge (p = 0,001), die Aorta ascendens (p = 0,023) und die A. iliaca externa rechts (p = 0,002). In der VMI 40 keV Rekonstruktion konnte nur ein signifikanter Abfall für die Aortenklappe (p = 0,005) und die Koronararterienabgänge (p = 0,006) gezeigt werden, jedoch nicht für die Aorta ascendens (p = 0,107) und die A. iliaca externa rechts (p = 0,425). Das Ergebnis der qualitativen Analyse der 2. Gutachtergruppe ist ähnlich, hier zeigte sich jedoch auch schon ein signifikanter Unterschied in der Bildqualität für die 40 und 30 ml Gruppe in der Standardrekonstruktion (p = <0,001 – 0,003), für die VMI 40 keV Rekonstruktion nur für die Beckenstrombahn der 30 ml Gruppe (p = 0,017). Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie kann die Kontrastmittelmenge der prä-TAVR CT ohne Einschränkungen der Bildqualität auf 40 ml reduziert werden. Die Verwendung der VMI 40 keV Rekonstruktion zeigte im Vergleich zur Standardrekonstruktion bessere Ergebnisse in der qualitativen Analyse, jedoch keinen signifikanten Unterschied in der quantitativen Analyse mit einem Trend zu besseren Werten der SNR und CNR. Die Reduktion auf 30 ml Kontrastmittel zeigt einen signifikanten Qualitätsverlust und wird daher für die klinische Praxis nicht empfohlen.
Item Type: | Thesis (PhD thesis) | ||||||||
Translated abstract: |
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Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-652802 | ||||||||
Date: | 26 January 2023 | ||||||||
Language: | Multiple languages | ||||||||
Faculty: | Faculty of Medicine | ||||||||
Divisions: | Faculty of Medicine > Radiologische Diagnostik Faculty of Medicine > Radiologische Diagnostik > Institut und Poliklinik für Radiologische Diagnostik |
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Subjects: | Medical sciences Medicine | ||||||||
Uncontrolled Keywords: |
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Date of oral exam: | 26 January 2023 | ||||||||
Referee: |
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Refereed: | Yes | ||||||||
URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/65280 |
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