Dual-Energy-CT-Angiographie von Becken-Bein-Arterien bei Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit

Abstract

In dieser Arbeit werden die Anwendungsmöglichkeiten der Dual-Energy (DE) Computertomographie (CT) für die angiografische Darstellung der Becken- und Beinstrombahn (BB-CTA) bei Patienten mit einer peripheren arteriellen Verschlusskrankheit (PAVK) untersucht. Material und Methoden: In zwei klinischen und einer experimentellen Studie wurde erstens der Zusammenhang zwischen dem Vorliegen von kardiovaskulären Risikofaktoren und der Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von die Diagnose einschränkenden starken Gefäßverkalkungen bei PAVK-Patienten untersucht. Zweitens wurde die Effizienz der DE-basierten Nachbearbeitung für die Befundung und Demonstration im Vergleich zu bisherigen manuellen, teils semiautomatischen Nachbearbeitungsmethoden der BB-CTA experimentell und klinisch ermittelt. Ergebnisse: Die BB-CTA zeigt im Vergleich zum Goldstandard der Digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) eine vergleichbar gute Gefäßbildgebung der Becken- und Beinarterien bei PAVK-Patienten. Diabetes mellitus und Dialyse sind die stärksten Prädiktoren für das Vorliegen von kompromittierenden Gefäßverkalkungen. Die DE-basierte Nachbearbeitung beschleunigt die Erstellung von DSA-ähnlichen Luminogrammen deutlich, wobei die erstmals mögliche Plaquesubtraktion bisher nur bei guter Kontrastierung in der Becken- und Oberschenkeletage funktioniert. Schlussfolgerung: Die BB-CTA ist eine sehr gute Bildgebungsmodalität der Becken- und Beinstrombahn. Da ihre Aussagekraft bei starken Gefäßverkalkungen insbesondere am Unterschenkel noch eingeschränkt ist, sollten Patienten mit einer hohen Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen von kompromittierenden Gefäßverkalkungen, z.B. Diabetiker und Dialysepatienten, andere Bildgebungen erhalten. Die relativ neue Technik der Dual-Energy-BB-CTA zeigt, dass die zusätzliche spektrale Information die Bildrekonstruktion bereits deutlich verbessert aber im Bereich der Plaquesubtraktion noch limitiert ist.

This work aims to evaluate the application of Dual-Energy (DE) computed tomography in the angiographic assessment of lower-extremity arteries (Run-off CTA) for patients with peripheral arterial disease (PAOD). Firstly, in a retrospective clinical study Run-off CTA and digital subtraction angiography (DSA), which served as a goldstandard, were compared to assess the relation between cardiovascular risk factors and the probability of severe vessel calcifications which impair the diagnostic image quality. In a second project comprising an experimental and a retrospective clinical study the reliability of the recently developed automatic DE-based postprocessing algorithm for the creation of luminograms from CTA, that are comparable to DSA was investigated and compared to current manual and semi-automatic algorithms Results: Compared to DSA the Run-off CTA is an equivalent imaging modality for the lower- extremity arteries of patients with PAOD as long as no severe vessel calcifications occur. Among the cardiovascular risk factors, diabetes and dialysis are the strongest predictors for the occurrence of severe vessel calcifications. The DE-based postprocessing improves the image quality significantly and reduces the time for the creation of luminograms. However, the further developed automatic DE-based plaque subtraction technique is still limited to high luminal contrast in pelvic and thigh arteries. Conclusion: Run-off CTA is a highly reliable imaging modality for the diagnosis of peripheral arterial disease. Because of still existing limitations in the diagnostic image quality, in particular for the calf arteries with severe vessel calcifications, patients with diabetes or dialysis who are likely to show critical vessel calcifications should be diagnosed using different imaging modalities. The Dual-Energy Run-off CTA as a relatively new method already significantly improves the image reconstruction due to additional spectral information. However, until now, the automatic DE-based plaque subtraction is still limited to the larger vessels with high luminal enhancement.