Darstellbarkeit von Leberläsionen im Rahmen der transarteriellen Chemoembolisation durch Rekonstruktion computertomographischer Bilder aus projektionsangiographischen Rohdaten im Vergleich zur Multidetektor- Computertomographie

Abstract

Die transarterielle Chemoembolisation (TACE) der Leber ist ein minimalinvasives, lokales Therapieverfahren, das speziell bei hypervaskularisierten Tumoren wie beispielsweise des hepatozellulären Karzinoms oder Metastasen des malignen Aderhautmelanoms eingesetzt wird. Diese Tumoren werden arteriell über Äste der A. hepatica versorgt, während die Blutversorgung des Leberparenchyms hauptsächlich über die Pfortader erfolgt. Dadurch kann über die selektive arterielle Applikation eines Chemoembolisats in tumorversorgende Gefäße eine gezielte Nekrose des malignen Gewebes induziert werden. Die systemischen Nebenwirkungen werden gleichzeitig deutlich begrenzt. Für den Therapieerfolg der transarteriellen Chemoembolisation ist eine möglichst genaue Weichteil- und Gefäßdarstellung obligat. Als bildgebende Verfahren zur Tumordarstellung wurden bisher die Multidetektor- Computertomographie (MDCT) und Magnetresonanztomographie (MRT) genutzt und zur Gefäßdarstellung und Intervention die digitale Subtraktionsangiographie (DSA) eingesetzt. Durch die Entwicklung von digitalen Flachdetektor- Angiographiesystemen mit hoher zeitlicher Auflösung konnten 3D-tomographische Rekonstruktionen ermöglicht werden und Hybrid-C-Arm-CT-Systeme entstehen. Damit können konventionelle Projektionsangiographien und CT-ähnliche Schnittbilder (C-Arm-CT-Bilder bzw. CACT-Bilder) in einem Untersuchungsgang gewonnen werden. Diese Flachdetektor-CACT-Geräte können im Rahmen der TACE eingesetzt werden und sowohl über DSA-Akquisitionen wichtige Informationen zur Identifikation tumorversorgender Gefäße liefern, als auch durch CACT- Bildakquisitionen unter Verwendung von Kontrastmittel Schnittbildinformationen über das Lebergewebe und die Tumorausdehnung geben. Das Ziel dieser prospektiven klinischen Studie war die Beurteilung der diagnostischen Aussagekraft der Flachdetektor-CACT im Vergleich zur biphasischen MDCT im Hinblick auf die Darstellung maligner hypervaskulärer Leberläsionen im Rahmen von transarteriellen Chemoembolisationen der Leber. Von den 15 Studienteilnehmern wiesen acht Patienten ein hepatozelluläres Karzinom als Grunderkrankung auf, die anderen sieben ein hepatisch metastasiertes Aderhautmelanom. Als Voruntersuchung erfolgte bei allen Patienten eine kontrastmittelverstärkte biphasische MDCT der Leber sowie unmittelbar vor der TACE eine biphasische CACT mit selektiver intraarterieller Kontrastmittelapplikation, wobei letztere bezüglich der Detektion maligner hepatischer Läsionen mit der MDCT verglichen wurde. Darüberhinaus wurde die Vollständigkeit der Segmentabbildung dokumentiert und mit dem gemessenen Leberdurchmesser korreliert und die Artefakthäufigkeit in der CACT der MDCT gegenübergestellt. Verglichen mit der MDCT lagen die Sensitivität und die Spezifität im Hinblick auf den Tumorbefall der Lebersegmente in der CACT bei 97% (76/78) und 85% (28/33) [Befunder 1] bzw. bei 99% (77/78) und 79% (26/33) [Befunder 2]. Eine vollständige Abbildung aller Lebersegmente konnte in der CACT nur bei fünf von 15 Patienten erreicht werden. Bei Patienten mit unvollständiger Segmentabbildung in der CACT war der kraniokaudale (koronare) Leberdurchmesser signifikant größer als bei Patienten, deren Leber vollständig abgebildet werden konnte (Mittelwert [95% CI], 22,7 cm versus 20,2 cm, p = 0,0193). Die Bildinterpretation war in der CACT häufiger durch Artefakte in den Segmenten beeinträchtigt als in der MDCT. Massive Artefakte, durch die eine Bildinterpretation und Diagnosestellung unmöglich gewesen wäre, traten aber weder in der CACT noch in der MDCT auf. Die Sensitivität für die Detektion der malignen Einzelläsionen lag zwischen 92% und 96%. Der mittlere Durchmesser der als falsch positiv gewerteten Läsionen war im Vergleich zur MDCT als Goldstandard signifikant kleiner als der mittlere Durchmesser der richtig-positiven Läsionen (Befunder 1: p = 0,0064; Befunder 2: p = 0,0001). Die Ergebnisse dieser Studie zeigen eine sehr hohe Sensitivität der arteriellen und portalvenösen CACT für die Detektion von malignen Leberläsionen und das die CACT damit ein geeignetes Verfahren für die intraprozedurale Bildgebung der Leber im Rahmen der TACE darstellt. Die Spezifität der CACT ist im Vergleich zur MDCT zwar etwas geringer, aber im Rahmen der TACE-Planung annehmbar. Die Analyse der Einzelläsionen ergab, dass mit der CACT mehr Läsionen nachgewiesen werden konnten als mit der MDCT. Im Hinblick auf die Frage nach der Ursache kann eine höhere Sensitivität der CACT, wie sie auch für vergleichbare Verfahren mit intraarterieller Kontrastmittelapplikation wie der CTHA und CTAP in Studien beschrieben wurde, nur vermutet werden. Ein Hinweis hierauf bietet die Nachweisbarkeit besonders kleiner Läsionen in der CACT, welche mit der MDCT weniger gut dargestellt werden können. Ebenso ist es möglich, dass eine erhöhte Anzahl falsch positiver Befunde, die auch bei der CTHA und CTAP auftreten, für die höhere Nachweisrate maligner Einzelläsionen in der CACT in dieser Studie verantwortlich ist. Als Limitation der Methode CACT ist der eingeschränkte Abbildungsbereich und die Artefaktanfälligkeit zu werten, wobei beide Einschränkungen durch die apparative Verbesserung neuer Gerätegenerationen bereits adressiert werden.

The aim of this study was to evaluate the diagnostic accuracy and scan coverage of flat-detecor C-arm-CT (CACT) compared to that of biphasic multi- detector computed tomography (MDCT) with regard to visualization of hypervascular liver lesions during transarterial chemoembolization (TACE) of the liver. Material and Methods. We investigated 15 patients; eight with hepatocellular carcinoma and seven with hypervascular liver metastases from uveal melanoma. All patients were examined by biphasic MDCT of the liver followed by contrast enhanced arterial and portal venous CACT of the liver for the TACE procedure. The number and location of hepatic malignancies found by CACT were compared to those found by MDCT. The scan coverage of liver segments was documented and correlated with the liver diameter measured on MDCT. In addition, the number of artifacts was compared between CACT and MDCT. Results. Sensitivity and specificity for segmental tumor involvement of CACT compared to MDCT were 97 % (76/78) and 85% (28/33) [reader 1] and 99% (77/78) and 79% (26/33) for reader 2, respectively. Complete scan coverage of the liver segments was obtained in five of 15 patients on CACT. Patients with incomplete scan coverage of the liver segments showed a significant larger craniocaudal liver diameter than patients with complete scan coverage of liver segments (mean [95% CI], 22,7 cm versus 20,2 cm, p = 0,0193). The image interpretation was more often affected by artifacts in CACT than in MDCT. Sensitivities for the detection of malignant liver lesions in CACT were 92% and 96% for readers 1 and 2. The maximum diameter of false-positive liver lesions on CACT was significant smaller than the maximum diameter of true-positive lesions in comparison to MDCT (reader 1: p = 0,0064; reader 2: p = 0,0001). Conclusion. The results of this study show a high sensitivity of arterial and portal venous CACT for detection of hypervascular liver lesions. For this reason, CACT is an adequate imaging technique for TACE. The evaluation of liver lesions showed that biphasic CACT detected more lesions than state-of-the-art MDCT. That might be caused by a higher sensitivity of CACT, especially for the detection of small lesions, which is shown as well in studies with comparable imaging methods like CTHA (CT hepatic angiography) and CTAP (CT during arterial portography). On the other hand, CACT could show more false-positive results like CTHA and CTAP. The incomplete scan coverage of the liver and the higher number of artifacts on CACT are the most important limitations of our study. Therefore a technical improvement of CACT is necessary especially with regard to the enlargement of the scanning range and the processing speed to reduce artifacts.