Name: time-resolved, dynamic computed tomography angiography for characterization of aortic endoleaks and treatment guidance via 2d-3d fusion-imaging
Uploaded: 2021-12-09T13:00:00
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Die Autoren möchten Danielle Jones (Clinical Education Specialist, Siemens Healthineers) und dem gesamten CT-Technologen-Team am Houston Methodist DeBakey Heart and Vascular Center für die Unterstützung von Bildgebungsprotokollen danken.

Dieses Protokoll folgt den ethischen Standards des nationalen Forschungsausschusses und der Helsinki-Erklärung von 1964. Dieses Protokoll ist vom Houston Methodist Research Institute genehmigt.
1. Patientenauswahl und vorherige Bildüberprüfung
HINWEIS: Die dynamische CTA-Bildgebung sollte als Follow-up-Bildgebungsmodalität bei Patienten mit zunehmender Aneurysmagröße und Endoleak nach Stent-Transplantat-Implantation, persistierendem Endoleak nac...

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First experience with a 256-slice CT scanner.</a> European Journal of Radiology. 110, 136-141 (2019).</li><li>Grossberg, J. A., Howard, B. M., Saindane, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+contrast-enhanced,+time-resolved+magnetic+resonance+angiography+in+cerebrovascular+pathology.">The use of contrast-enhanced, time-resolved magnetic resonance angiography in cerebrovascular pathology.</a> Neurosurgical Focus. 47 (6), 3 (2019).</li></ol>

Dynamisches, zeitaufgelöstes CTA ist ein zusätzliches Werkzeug im Aortenbildgebungsarmarium. Diese Technik kann Endoleaks nach EVAR genau diagnostizieren, einschließlich der Identifizierung von Zufluss- / Zielgefäßen4.
CT-Scanner der dritten Generation mit bidirektionaler Tischbewegungsfunktion können einen dynamischen Erfassungsmodus mit besserer zeitlicher Abtastung entlang der Zeitdämpfungskurve bereitstellen6. Um die höchste Genauigke...

Die endovaskuläre Aortenaneurysmareparatur (EVAR) hat überlegene frühe Mortalitätsergebnisse gezeigt als die offene Aortenreparatur1. Der Ansatz ist weniger invasiv, kann aber aufgrund von Endoleaks, Transplantatmigration und Frakturen zu höheren mittel- bis langfristigen Reinterventionsraten führen2. Daher ist eine bessere EVAR-Überwachung entscheidend, um mittel- bis langfristig gute Ergebnisse zu erzielen.
Aktuelle Richtlinien schlagen die routinemäßige Verwendung von Duplex-Ultraschall und triphasischem CTA3 vor. Die dynamische, zeitaufgelöste Computertomographie-Angiographie (d-CTA) ist eine relativ neue Modalität für die EVAR-Überwachung4. Während der d-CTA werden mehrere Scans in verschiedenen Zeitpunkten entlang der Zeitdämpfungskurve nach der Kontrastinjektion erfasst, daher der Begriff zeitaufgelöste Bildgebung. Dieser Ansatz hat eine bessere Genauigkeit bei der Charakterisierung von Endoleaks nach EVAR gezeigt als herkömmliches CTA5. Ein Vorteil der zeitaufgelösten Akquisition ist die Möglichkeit, die Änderungen der Hounsfield-Einheit in einer ausgewählten Region of Interest (ROI)6 quantitativ zu analysieren.
Der zusätzliche Vorteil der genauen Charakterisierung von Endoleaks mit d-CTA besteht darin, dass der Scan während Interventionen für die Bildfusion verwendet werden kann, wodurch der Bedarf an weiterer diagnostischer Angiographie möglicherweise minimiert wird. Die Bildfusion ist eine Methode, bei der zuvor aufgenommene Bilder auf Echtzeit-Fluoroskopiebilder überlagert werden, um endovaskuläre Verfahren zu leiten und anschließend den Kontrastmittelverbrauch und die Strahlenbelastung zu reduzieren7,8. Die Bildfusion im hybriden Operationssaal (OR) mit einem dynamischen 3D-CTA-Scan kann durch zwei Ansätze erreicht werden: (1) 3D-3D-Bildfusion: wobei 3D-d-CTA mit intraoperativ aufgenommenen kontrastfreien Kegelstrahl-CT-Bildern verschmolzen wird, (2) 2D-3D-Bildfusion, bei der 3D-d-CTA mit biplanaren (anteroposterioren und lateralen) fluoroskopischen Bildern verschmolzen wird. Es hat sich gezeigt, dass der 2D-3D-Bildfusionsansatz die Strahlung im Vergleich zur 3D-3D-Technik signifikant senkt9.
Dieses Protokoll beschreibt die technischen und praktischen Aspekte der dynamischen CTA-Bildgebung für die Endoleak-Charakterisierung und führt einen 2D-3D-Bildfusionsansatz mit d-CTA für die intraoperative Bildführung ein.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Siemens Artis Pheno</td>
			<td>Siemens Healthcare</td>
			<td>https://www.siemens-healthineers.com/en-us/angio/artis-interventional-angiography-systems/artis-pheno</td>
			<td>Other commercially available C-arm systems can provide image fusion too</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SOMATOM Force CT-scanner</td>
			<td>Siemens Healthcare</td>
			<td>https://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography/dual-source-ct/somatom-force</td>
			<td>Any commercially available third generation CT-scanner can perform such dynamic imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syngo.via</td>
			<td>Siemens Healthcare</td>
			<td>https://www.siemens-healthineers.com/en-us/medical-imaging-it/advanced-visualization-solutions/syngovia</td>
			<td>Any DICOM file viewer with 4D processing capabilities can review the acquired time-resolved images, TAC are software dependent.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Visipaque (Iodixanol)</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>#00407222317</td>
			<td>Contrast material</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

time-resolved, dynamic computed tomography angiography for characterization of aortic endoleaks and treatment guidance via 2d-3d fusion-imaging

In den Vereinigten Staaten werden mehr als 80% aller abdominalen Aortenaneurysmen durch endovaskuläre Aortenaneurysmareparatur (EVAR) behandelt. Der endovaskuläre Ansatz garantiert gute frühe Ergebnisse, aber eine adäquate Follow-up-Bildgebung nach EVAR ist unerlässlich, um langfristig positive Ergebnisse aufrechtzuerhalten. Mögliche transplantatbedingte Komplikationen sind Transplantatmigration, Infektion, Fraktion und Endoleaks, wobei die letzte am häufigsten ist. Die am häufigsten verwendete Bildgebung nach EVAR ist die Computertomographie-Angiographie (CTA) und der Duplex-Ultraschall. Die dynamische, zeitaufgelöste Computertomographie-Angiographie (d-CTA) ist eine relativ neue Technik zur Charakterisierung der Endoleaks. Mehrere Scans werden während des Erwerbs nacheinander um das Endtransplantat herum durchgeführt, was eine gute Visualisierung der Kontrastpassage und der transplantatbedingten Komplikationen ermöglicht. Diese hohe diagnostische Genauigkeit von d-CTA kann durch Bildfusion in die Therapie implementiert werden und reduziert die zusätzliche Strahlen- und Kontrastmittelbelastung.
Dieses Protokoll beschreibt die technischen Aspekte dieser Modalität: Patientenauswahl, vorläufige Bildüberprüfung, d-CTA-Scanaufnahme, Bildverarbeitung, qualitative und quantitative Endoleak-Charakterisierung. Die Schritte zur Integration dynamischer CTA in die intraoperative Fluoroskopie mittels 2D-3D-Fusionsbildgebung zur Erleichterung einer gezielten Embolisation werden ebenfalls demonstriert. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zeitaufgelöste, dynamische CTA eine ideale Modalität für die Endoleak-Charakterisierung mit zusätzlicher quantitativer Analyse ist. Es kann die Exposition gegenüber Strahlung und jodiertem Kontrastmaterial während der Endoleakbehandlung reduzieren, indem es Interventionen leitet.

Der dynamische Bildgebungsablauf bei zwei Patienten wird hier veranschaulicht.
Patient I Ein 82-jähriger männlicher Patient mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung und Hypertonie hatte eine frühere infrarenale EVAR (2016). Im Jahr 2020 wurde der Patient von einem externen Krankenhaus für ein mögliches Typ-I- oder Typ-II-Endoleak auf Basis konventioneller CTA überwiesen. und eine zusätzliche Endoanhangsplatzierung im Jahr 2020 für Typ Ia Endoleak. Es wurde eine d...

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Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

Die dynamische Computertomographie-Angiographie (CTA) bietet einen zusätzlichen diagnostischen Wert bei der Charakterisierung von Aortenendoleaks. Dieses Protokoll beschreibt einen qualitativen und quantitativen Ansatz unter Verwendung der Zeit-Dämpfungskurvenanalyse zur Charakterisierung von Endoleaks. Die Technik der Integration der dynamischen CTA-Bildgebung mit der Fluoroskopie mittels 2D-3D-Bildfusion wird für eine bessere Bildführung während der Behandlung veranschaulicht.

Zeitaufgelöste, dynamische Computertomographie Angiographie zur Charakterisierung von Aortenendoleaks und Behandlungsanleitung mittels 2D-3D Fusion-Imaging

In the United States, more than 80% of all abdominal aortic aneurysms are treated by endovascular aortic aneurysm repair (EVAR). The endovascular approach ...

Endoleak bleibt nach der Endovaskulären Aortenaneurysmareparatur immer noch die größte Herausforderung und kann in Bezug auf die Lage und die Arten von Gefäßen, die den Endoleak füttern, falsch diagnostiziert werden. Im Gegensatz zur konventionellen CT-Bildgebung hat die dynamische zeitaufgelöste CT-Angiographie den Vorteil, dass der Aneurysmasack nach der Jodkontrastinjektion während mehrerer Zeitpunkte sichtbar wird. Diese Technik hilft also, alle Gefäße zu identifizieren, die zum Endoleak und zur Quelle des Endoleaks nach EVAR beitragen, und kann zur Steuerung der Endoleaktherapie verwendet werden, sobald die Gefäße abgebildet wurden.Bei der dynamischen CTA-Bildgebung sind nach einem intravenösen Bolus aus jodiertem Kontrastmittel mehrere Scans erforderlich. Um die Strahlenbelastung zu verringern, ist die Bildgebung so zugeschnitten, dass sie nur im Bereich des zuvor implantierten Stenttransplantats fokussiert wird. Studien haben gezeigt, dass diese Modalität eine bessere diagnostische Genauigkeit aufweist als die herkömmliche triphasische CTA-Bildgebung für Endoleaks.Die Verwendung von diagnostischen CTR-MR-Bildern für die intraprozedurale interventionelle Anleitung ist noch keine Routine und Standardbehandlung. Die Diagnose und Behandlung von Aortenendoleaks umfasst häufig mehrere angiographische 2D-Bilder, die bei verschiedenen C-Bogen-Angulationen aufgenommen wurden. Bei dieser dynamischen CT-Bildgebung können die 3D-Informationen aus der Bildgebung mit intraoperativen 2D-Fluoroskopbildern kombiniert werden, wobei Bildfusionstechniken wie die 2D-3D-Bildfusion verwendet werden, um eine interventionelle Behandlung zu erleichtern, was oft zu einer begrenzten Strahlenexposition und Kontrastnutzung während des interventionellen Verfahrens führt.Bevor Sie mit dem eigentlichen Scan beginnen, überprüfen Sie die vorherigen Bildgebungsstudien auf das Vorhandensein eines Endoleaks beim Stenttransplantattyp. Positionieren Sie für die Bildaufnahme den Patienten in Rückenlage auf dem CT-Scannertisch, führen Sie dann die Topogramm- und kontrastfreie CT-Bildaufnahme mit einem Stannum 100-Zinnfilter durch, um die Strahlenbelastung zu reduzieren, und wählen Sie den gewünschten Bereich im dynamischen CTA-Scan aus. Führen Sie als Nächstes einen Timing-Bolus durch, um die Kontrast-Ankunftszeit zu überprüfen, indem Sie eine Region von Interesse über dem Stenttransplantat in der Bauchaorta platzieren.Dann injizieren Sie 10 bis 20 Milliliter des Kontrastes durch den peripheren venösen Zugang, gefolgt von 50 Milliliter Kochsalzlösungsinjektion bei einer Durchflussrate von 3,5 bis 4 Milliliter pro Minute und erfassen Sie den Timing-Bolus-Scan. Als nächstes planen Sie die Verteilung und Anzahl der Scans basierend auf der Kontrastankunftszeit aus dem Timing-Bolus und früheren Bildgebungsbefunden. Optimieren Sie die Bildgebungsparameter einschließlich Kilovolt, Scanbereich usw., um die Strahlenbelastung zu reduzieren.Anschließend werden 70 bis 80 Milliliter des Kontrastmittels zur dynamischen CTA-Erfassung injiziert, gefolgt von 100 Millilitern Kochsalzlösungsinjektionen durch den peripheren Zugang. Starten Sie die dynamische CTA-Bildaufnahme mit der Verzögerungszeit basierend auf dem zuvor beschriebenen Timing-Bolus. Atem anhalten ist nicht notwendig und die Dauer der Bildaufnahme reicht von 30 bis 40 Sekunden.Minimieren Sie für die Bildanalyse die Elemente der Atembewegung zwischen den dynamischen CTA-Bildern, indem Sie das Menüelement "Körperbewegungskorrektur ausrichten" der dedizierten Software auswählen. Führen Sie als Nächstes eine qualitative Analyse durch. Überprüfen Sie die axialen Scheiben der CT-Bilder, wenn die maximale Trübung der Aorta aufgetreten ist, um einen offensichtlichen Endoleak zu interpretieren.Analysieren Sie dann die Scans im multiplanaren Rekonstruktionsmodus. Wenn ein Endoleak vermutet wird, konzentrieren Sie sich auf den Endoleak und verwenden Sie die Zeitskala, um zeitaufgelöste Bilder anzusehen und die Quelle des Endoleaks abzuleiten. Für die quantitative Analyse klicken Sie auf die Funktion der Zeitdämpfungskurve, wählen Sie einen Bereich über dem Stenttransplantat aus und zeichnen Sie mit der TAC-Funktion einen Kreis.Wählen Sie dann den Endoleak-Bereich aus und zeichnen Sie dort ebenfalls einen Kreis. Analysieren Sie die erfasste Zeitdämpfungskurve, um die Endoleak-Eigenschaften zu bestimmen. Subtrahieren Sie die Zeit bis zum Spitzenwert des Endoleaks in den Aorten-ROI-Kurven, um die Delta-Zeit zum Spitzenwert zu erhalten.Laden Sie den ausgewählten dynamischen CTA-Scan mit der besten Sichtbarkeit des Endoleaks in die Hybrid-OP-Workstation. Kommentieren Sie dann manuell die kritischen Landmarken wie die Nierenarterien ostia, die inneren Beckenarterien ostia, die Endoleakhöhle, die Lendenarterien oder die Arteria mesenterica inferior. Wählen Sie 2D-zu-3D-Bildfusion in der Workstation und erkundigen Sie sich nach einem Anteroposterior und einem schrägen Fluoroskopbild des Patienten.Bewegen Sie dazu den C-Bogen mit dem Joystick auf dem Operationstisch in den gewünschten Winkel und treten Sie auf das Szenenerfassungspedal. Richten Sie den Stentgraft elektronisch mit Markern aus einem 3D-Dynamic-CTA-Scan mit fluoroskopischen Bildern mittels automatisierter Bildregistrierung aus, gefolgt von einer manuellen Verfeinerung, falls erforderlich, in der 3D-Nachbearbeitungsarbeitsstation. Überprüfen und akzeptieren Sie die 2D-zu-3D-Bildfusion und überlagern Sie die Marker aus dem dynamischen CTA auf dem Echtzeit-2D-Fluoroskopbild.Die qualitative Analyse nach dynamischer CTA-Bildgebung zeigte bei einem 82-jährigen männlichen Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung und Hypertonie einen persistierenden Typ-1A-Endoleak. Darüber hinaus zeigte die quantitative Analyse der Zeitdämpfungskurve ein 12,2-Sekunden-Mal bis zum Spitzenwert für die ROI-Aorta und ein 15,4-Sekunden-Mal bis zum Spitzenwert für das ROI-Endoleak, wodurch ein 3,2-Sekunden-Mal bis zum Spitzenwert erreicht wurde. Bei einem 62-jährigen männlichen Patienten mit einer Krankengeschichte von Fettleibigkeit, Schlaganfall, Niereninsuffizienz, Bluthochdruck, Hyperlipidämie und koronarer Herzkrankheit zeigte sich eine dynamisch-CTA mit einer Sackvergrößerung mit einem Endoleak vom Typ zwei aus bilateralen L3-Lendenarterien als Zuflussgefäße.Die Analyse der Zeitdämpfungskurve zeigte eine Zeitspanne von 7,3 Sekunden bis zum Spitzenwert für die ROI-Aorta und 24,6 Sekunden für das ROI-Endoleak auf der Ebene des L3-Wirbels, wodurch eine Zeitspanne von 17,3 Sekunden bis zum Spitzenwert erreicht wurde. Eine geeignete Kilovoltauswahl ist entscheidend, um eine angemessene Bildqualität zu gewährleisten. Zu niedrige Kilovolt führen zu suboptimalen Bildern.Das Timing von Scans ist auch wichtig, da später gestartete Erfassungen zu einem Timing-Fehler führen und die qualitative Analyse beeinflussen können. Um die zugrunde liegende klinische Frage zu beantworten, können Bildgebungsprotokolle, sei es CT oder MRT, wirklich an den einzelnen Patienten angepasst werden. Oft wird dies nicht auf der Grundlage früherer bildgebender Befunde durchgeführt.In diesem speziellen Fall von Aortenendoleaks wird empfohlen, bei Verdacht auf Typ-Eins-Endoleaks mehr Scans in der früheren Phase der Zeitdämpfungskurve erwerben zu lassen. Wenn der Patient beispielsweise im Verdacht steht, ein Endoleak vom Typ zwei zu haben, das häufig später im Aneurysmasack auftritt, wird empfohlen, in der späteren Phase der Zeitdämpfungskurve Scans mit mehr Abstand durchzuführen. Wenn keine vorherigen bildgebenden Studien verfügbar sind, z. B. wenn es sich um einen Index-Follow-up-Scan handelt, können die Scans gleichmäßig entlang der Zeitdämpfungskurve vom Timing-Bolus verteilt werden.Mittels dynamischer CT-Angiographie können mehrere Zu- und Abflussgefäße identifiziert werden. Dies hilft, das Endoleak besser zu verstehen und unsere Behandlung gezielt anzusprechen. Diese Technik ermöglicht einen quantitativen Ansatz zur Diagnose von Aortenendoleaks.Die Zeit bis zum Peak kann verwendet werden, um Typ eins von Typ zwei Endoleaks zu unterscheiden. Mit der dynamischen CT-Fluoroskopie-Bildfusion können Anleitungen für die Endoleakembolisation, die Strahlenexposition und den Kontrastvolumenverbrauch reduziert werden. Dynamische zeitaufgelöste CTA können Endoleaktypen und Zuflussgefäße adäquat charakterisieren.Dies ist besonders nützlich in komplexen Endoleak-Fällen, wenn wir die Kombination aus qualitativen Farbstoff-Ankunftszeiten und quantitativer Analyse verwenden, können wir zwischen Endoleak-Typen unterscheiden. Nach unserer Erfahrung hat sich gezeigt, dass die dynamische CT-Bildgebung auch während der Endoleak-Behandlung eine zusätzliche Bildfusionsführung bietet. Eine solche dynamische zeitaufgelöste CT-Bildgebung kann auch in Zukunft hilfreich sein, um andere dynamische Krankheitsprozesse wie Aortendissektion, periphere arterielle Verschlusskrankheit, arteriovenöse Fehlbildungen oder intramurales Hämatom abzubilden.

Research

JoVE Journal

Medicine

Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

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Forschung

Medizin

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