Angiografia computerizzata dinamica risolta nel tempo per la caratterizzazione delle endoleaks aortiche e guida al trattamento tramite fusion-imaging 2D-3D

Riepilogo

L'angiografia con tomografia computerizzata dinamica (CTA) fornisce un valore diagnostico aggiuntivo nella caratterizzazione delle endoleaks aortiche. Questo protocollo descrive un approccio qualitativo e quantitativo che utilizza l'analisi della curva di attenuazione del tempo per caratterizzare le endoleaks. La tecnica di integrazione dell'imaging CTA dinamico con la fluoroscopia utilizzando la fusione di immagini 2D-3D è illustrata per una migliore guida dell'immagine durante il trattamento.

Abstract

Negli Stati Uniti, oltre l'80% di tutti gli aneurismi dell'aorta addominale sono trattati mediante riparazione dell'aneurisma dell'aorta endovascolare (EVAR). L'approccio endovascolare garantisce buoni risultati precoci, ma un'adeguata imaging di follow-up dopo EVAR è indispensabile per mantenere risultati positivi a lungo termine. Le potenziali complicanze legate all'innesto sono la migrazione dell'innesto, l'infezione, la frazione e le endoleaks, con l'ultima che è la più comune. L'imaging più frequentemente utilizzato dopo EVAR è l'angiografia con tomografia computerizzata (CTA) e l'ecografia duplex. L'angiografia con tomografia computerizzata dinamica e risolta nel tempo (d-CTA) è una tecnica ragionevolmente nuova per caratterizzare le endoleaks. Le scansioni multiple vengono eseguite in sequenza attorno all'endotrapianto durante l'acquisizione che garantisce una buona visualizzazione del passaggio di contrasto e delle complicazioni legate all'innesto. Questa elevata precisione diagnostica del d-CTA può essere implementata nella terapia tramite fusione delle immagini e ridurre l'esposizione aggiuntiva alle radiazioni e al materiale di contrasto.

Questo protocollo descrive gli aspetti tecnici di questa modalità: selezione del paziente, revisione preliminare delle immagini, acquisizione della scansione d-CTA, elaborazione delle immagini, caratterizzazione qualitativa e quantitativa dell'endoleak. Vengono inoltre dimostrate le fasi di integrazione della CTA dinamica nella fluoroscopia intraoperatoria utilizzando l'imaging di fusione 2D-3D per facilitare l'embolizzazione mirata. In conclusione, la CTA dinamica risolta nel tempo è una modalità ideale per la caratterizzazione endoleak con analisi quantitative aggiuntive. Può ridurre le radiazioni e l'esposizione al materiale di contrasto iodato durante il trattamento con endoleak guidando gli interventi.

Introduzione

La riparazione dell'aneurisma dell'aorta endovascolare (EVAR) ha mostrato risultati di mortalità precoce superiori rispetto alla riparazione aortica ^aperta1. L'approccio è meno invasivo, ma può comportare tassi di reintervento a medio-lungo termine più elevati a causa di endoleaks, migrazione dell'innesto, ^frattura2. Pertanto, una migliore sorveglianza EVAR è fondamentale per ottenere buoni risultati a medio-lungo termine.

Le attuali linee guida suggeriscono l'uso di routine di ultrasuoni duplex e ^CTA3 trifasica. L'angiografia con tomografia computerizzata dinamica e risolta nel tempo (d-CTA) è una modalità relativamente nuova utilizzata per la sorveglianza ^EVAR4. Durante il d-CTA, vengono acquisite più scansioni in diversi punti temporali lungo la curva di attenuazione del tempo dopo l'iniezione di contrasto, da cui il termine imaging risolto nel tempo. Questo approccio ha mostrato una migliore precisione nella caratterizzazione delle endoleaks dopo EVAR rispetto al ^CTA5 convenzionale. Un vantaggio dell'acquisizione risolta nel tempo è la capacità di analizzare quantitativamente i cambiamenti dell'unità di Hounsfield in una regione di interesse (ROI) selezionata)⁶.

L'ulteriore vantaggio di caratterizzare accuratamente le endoleaks con d-CTA è che la scansione può essere utilizzata per la fusione delle immagini durante gli interventi, riducendo potenzialmente al minimo la necessità di ulteriori angiografie diagnostiche. La fusione delle immagini è un metodo in cui le immagini acquisite in precedenza vengono sovrapposte a immagini fluoroscopiche in tempo reale per guidare le procedure endovascolari e successivamente ridurre il consumo di mezzi di contrasto e l'esposizione alle ^{radiazioni7,8}. La fusione delle immagini nella sala operatoria ibrida (OR) utilizzando una scansione CTA dinamica 3D può essere ottenuta con due approcci: (1) fusione di immagini 3D-3D: in cui il d-CTA 3D viene fuso con immagini TC a fascio cono non a contrasto acquisite intraoperatoriamente, (2) fusione di immagini 2D-3D, in cui il d-CTA 3D viene fuso con immagini fluoroscopiche biplanari (anteroposteriorie e laterali). L'approccio di fusione delle immagini 2D-3D ha dimostrato di ridurre significativamente la radiazione rispetto alla tecnica 3D-3D9.

Questo protocollo descrive gli aspetti tecnici e pratici dell'imaging CTA dinamico per la caratterizzazione endoleak e introduce un approccio di fusione delle immagini 2D-3D con d-CTA per la guida intraoperatoria delle immagini.

Protocollo

Questo protocollo segue gli standard etici del comitato nazionale per la ricerca e con la dichiarazione di Helsinki del 1964. Questo protocollo è approvato dallo Houston Methodist Research Institute.

1. Selezione del paziente e revisione preliminare dell'immagine

NOTA: L'imaging CTA dinamico deve essere considerato come una modalità di imaging di follow-up in pazienti con aumento delle dimensioni dell'aneurisma e dell'endoleak dopo l'impianto di stent-graft, endoleak persistente dopo interventi o in pazienti con aumento delle dimensioni del sacco degli aneurismi senza endoleak dimostrabile. Come l'imaging TC convenzionale, questa tecnica comporta l'iniezione di contrasto iodato che può essere relativamente controindicata nei pazienti con insufficienza renale grave.

1. Prima di iniziare la scansione vera e propria, rivedere gli studi di imaging precedenti per la presenza di endoleak e tipo di innesto di stent.
   NOTA: questo può fornire informazioni per decidere l'intervallo di scansione e la distribuzione temporale durante l'acquisizione dell'immagine. L'imaging più comunemente disponibile sono le scansioni CTA convenzionali con bi-(scansione senza contrasto e scansione arteriosa) o tripla fase (scansione senza contrasto, scansione arteriosa e scansione ritardata).

2. Acquisizione di immagini d-CTA

1. Posizionare il paziente in posizione supina sul tavolo dello scanner CT.
2. Ottenere l'accesso venoso periferico.
   NOTA: assicurarsi che l'accesso sia ottenuto visualizzando il sanguinamento della schiena venosa.
3. Eseguire l'acquisizione di immagini TC topogramma e non a contrasto utilizzando il filtro Sn-100 Tin (vedere Tabella dei materiali) per ridurre l'esposizione alle radiazioni e per la selezione della regione di interesse nella scansione d-CTA.
   NOTA: dopo la scansione senza contrasto, la posizione dell'endotrapianto sarà visibile. Posiziona la regione di interesse appena sopra l'endotrapianto.
4. Eseguire il bolo di temporizzazione6 per controllare il tempo di arrivo del contrasto posizionando una regione di interesse sopra l'innesto di stent nell'aorta addominale.
   1. Iniettare 10-20 mL del contrasto (vedi Tabella dei materiali) attraverso l'accesso venoso periferico, seguito da 50 mL di iniezione salina a una portata di 3,5-4 ml/min. Acquisire la scansione del bolo di temporizzazione.
      NOTA: l'arrivo del contrasto viene registrato dallo scanner CT (vedere Tabella dei materiali) in base al cambiamento dell'unità Hounsfield all'interno dell'aorta6.
5. Selezionando il punto di menu DynMulti4D nel pop-up "Finestra del tempo di ciclo", pianificare la distribuzione e il numero di scansioni in base al tempo di arrivo del contrasto dal bolo di temporizzazione e ai risultati di precedenti studi di imaging.
   NOTA: se si sospetta l'endoleak di tipo I, eseguire più scansioni nella fase iniziale della curva di miglioramento del contrasto data dal bolo di temporizzazione. Se si sospetta l'endoleak di tipo II, eseguire più scansioni nella fase successiva.
   1. Per l'endoleak di tipo I, includere più scansioni durante la fase precedente della curva di attenuazione del tempo (scansione ogni 1,5 s all'inizio e poi ogni 3-4 s).
   2. Per gli endoleak di tipo II che appaiono in seguito, includere più scansioni durante la fase successiva della curva di attenuazione del tempo.
   3. Se non sono disponibili studi di imaging precedenti, distribuire equamente le scansioni attorno al picco della curva di attenuazione del tempo.
6. Ottimizza i parametri di imaging, tra cui kV, intervallo di scansione, ecc., Per ridurre l'esposizione alle radiazioni. Utilizzare le impostazioni mostrate nella Tabella 1 per acquisire una scansione dinamica con lo scanner CT (vedere Tabella dei materiali) utilizzato in questo lavoro.
7. Iniettare il contrasto per l'acquisizione d-CTA: 70-80 mL del materiale di contrasto, seguito da 100 mL di iniezioni saline a una portata di 3,5-4 mL/min attraverso l'accesso periferico.
8. Avviare l'acquisizione dell'immagine d-CTA utilizzando il tempo di ritardo in base al bolo di temporizzazione descritto nel passaggio 2.4. Il mantenimento del respiro non è necessario durante l'acquisizione, dato che la durata dell'acquisizione dell'immagine d-CTA varia da 30-40 s.
9. Invia le immagini acquisite e ricostruite al Picture Archiving and Communication System (PACS) per la revisione qualitativa e quantitativa delle immagini angiografiche risolte nel tempo. Per fare ciò, selezionare l'immagine dei dati ed eseguire un clic del mouse sul lato in basso a sinistra del software.

3. Analisi dinamica delle immagini CTA

1. Aprire il software (vedere Tabella dei materiali) per leggere l'immagine. Cerca il nome o il numero di identificazione del paziente per trovare le immagini acquisite. Selezionare le immagini d-CTA acquisite ed elaborarle utilizzando il flusso di lavoro dell'angio dinamico CT .
   NOTA: il layout è illustrato nella Figura 1.
2. Riduci al minimo gli artefatti del movimento respiratorio tra le immagini d-CTA selezionando la voce di menu Allinea correzione del movimento del corpo del software dedicato (Figura 1).
3. Analisi qualitativa: controllare le fette assiali delle immagini TC quando si verifica la massima opacizzazione dell'aorta per interpretare qualsiasi endoleak evidente.
   1. Quindi analizzare le scansioni in modalità di ricostruzione multiplanare; se si sospetta l'endoleak, concentrarsi sull'endoleak e utilizzare la scala temporale mostrata nella Figura 1 per guardare le immagini risolte nel tempo e dedurre la fonte di endoleak.
4. Analisi quantitativa: fare clic sulla funzione TIME Attenuation Curve (TAC) mostrata nella Figura 1. Seleziona una regione sopra l'innesto di stent (_ROIaorta) e disegna un cerchio usando la funzione TAC, quindi seleziona la regione endoleak (_ROIendoleak) e disegna un cerchio anche lì.
   NOTA: le navi bersaglio possono essere selezionate (ROItarget) per determinare il ruolo della nave per l'endoleak (afflusso o deflusso).
   1. Analizzare il TAC acquisito (Figura 2) per determinare le caratteristiche endoleak. Sottrarre il tempo al valore di picco dell'endoleak dalle curve aortiche del ROI per ottenere il tempo Δ al valore di picco. Questo valore può essere utilizzato per l'analisi ^endoleak6.
5. Dopo l'analisi qualitativa e quantitativa, dedurre il tipo e la fonte di endoleak.
   NOTA: le endoleaks di tipo I appaiono come miglioramento del contrasto parallelo accanto all'innesto, di solito a causa della zona di tenuta inadeguata e hanno una differenza di tempo più breve tra le curve di miglioramento aortico ed endoloak ( tempo Δ al valore di picco) tra ROI aortico ed endoloak. Le endoleaks di tipo II sono correlate a un recipiente di afflusso con riempimento retrogrado attraverso il collaterale e hanno un tempo Δ prolungato al valore di picco tra ROI aortico ed endoloak. Sulla base dell'esperienza, un valore Δ time-to-peak superiore a 4 s non è stato registrato per le endoleaks di tipo I.

4. Guida alla fusione intraoperatoria delle immagini

1. Posizionare il paziente supino sul tavolo della sala operatoria ibrida (OR).
2. Caricare la scansione CTA dinamica selezionata che ha la migliore visibilità dell'endoleak nella workstation ibrida OR. Annotare manualmente i punti di riferimento critici sulla scansione: ostia delle arterie renali, ostia delle arterie iliache interne, cavità endoleak, arteria lombare o arteria mesenterica inferiore.
3. Selezionare la fusione di immagini 2D-3D nella workstation e acquisire un'immagine anteroposteriore e un'immagine fluoroscopica obliqua del paziente utilizzando il flusso di lavoro di fusione delle immagini 2D-3D. Per questo, spostare il braccio a C agli angoli richiesti con il joystick sul tavolo operatorio e salire sul pedale di acquisizione CINE.
4. Allineare elettronicamente l'innesto di stent con i marcatori della scansione CTA dinamica 3D con le immagini fluoroscopiche utilizzando la registrazione automatica dell'immagine, seguita dal perfezionamento manuale se necessario (Figura 3) nella workstation di post-elaborazione 3D (Trascinare un'immagine per l'allineamento manuale). Controllare e accettare la fusione delle immagini 2D-3D e sovrapporre i marcatori di d-CTA sull'immagine fluoroscopica 2D in tempo reale (Figura 4).
5. Eseguire l'embolizzazione endoleak utilizzando i marcatori sovrapposti di d-CTA come guida.

Risultati

Il flusso di lavoro di imaging dinamico in due pazienti è illustrato qui.

Paziente I
Un paziente maschio di 82 anni con broncopneumopatia cronica ostruttiva e ipertensione aveva un precedente EVAR infrarenale (2016). Nel 2020 il paziente è stato indirizzato da un ospedale esterno per un possibile endoleak di tipo I o II basato su CTA convenzionale. e un posizionamento aggiuntivo dell'endoanchor nel 2020 per l'endoleak di tipo Ia. È stata eseguita una CTA dinamica che ha ...

Discussione

Il CTA dinamico e risolto nel tempo è uno strumento aggiuntivo nell'armamentario di imaging aortico. Questa tecnica è in grado di diagnosticare con precisione le endoleaks dopo EVAR, compresa l'identificazione dei vasi di afflusso/^bersaglio4.

Gli scanner CT di terza generazione con capacità di movimento bidirezionale della tabella possono fornire la modalità di acquisizione dinamica con un migliore campionamento temporale lungo la curva di attenuazione del

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Siemens Artis Pheno	Siemens Healthcare	https://www.siemens-healthineers.com/en-us/angio/artis-interventional-angiography-systems/artis-pheno	Other commercially available C-arm systems can provide image fusion too
SOMATOM Force CT-scanner	Siemens Healthcare	https://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography/dual-source-ct/somatom-force	Any commercially available third generation CT-scanner can perform such dynamic imaging
Syngo.via	Siemens Healthcare	https://www.siemens-healthineers.com/en-us/medical-imaging-it/advanced-visualization-solutions/syngovia	Any DICOM file viewer with 4D processing capabilities can review the acquired time-resolved images, TAC are software dependent.
Visipaque (Iodixanol)	GE Healthcare	#00407222317	Contrast material