ECR 2024 – Low-Dose-CT: Vorteile und Möglichkeiten

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ECR 2024 – Low-Dose-CT: Vorteile und Möglichkeiten

Die heutige CT-Technologie arbeitet mit reduzierter Strahlendosis und geringem Kontrastmittelvolumen. Dabei bleibt die diagnostische Bildqualität unverändert gut.

• Präsentationstag:

  01.03.2024 0 Kommentare
• Autor:

  biho/ktg
• Sprecher:

  Euthimios M. Agadakos, Athen
• Quelle:

  ECR 2024

Hin zur geringeren Dosis

Jährlich werden weltweit etwa 300 Millionen CT-Untersuchungen veranlasst. Rund 40%, also 120 Millionen, sind kontrastverstärkt - mit einer jährlichen Zunahme von 4% (Schoeckel 2020). Neue Scanner, Injektoren und bildgebende Rekonstruktionstechniken – zunehmend unterstützt mit künstlicher Intelligenz – minimieren die Strahlen- und Kontrastmitteldosis. Das kommt Patient:innen zugute; gleichzeitig werden Ressourcen und Arbeitsabläufe optimiert.

Euthimios M. Agadakos, Athen, nannte mehrere Optionen zur Minimierung des Bildrauschens bei geringerer Strahlen- oder Kontrastmitteldosis, die gleichzeitig das CNR verbessern oder zumindest erhalten.

Scanner-bezogene Technologien

Dual-Energy-CT

Die Dual-Energy-CT (DECT) erhöht die CNR bei niedrigeren Kontrastmitteldosen. Bei den beiden üblicherweise verwendeten Energiestufen – 80 kV und 140 kV – verdoppelt sich die Abschwächung bei 80 kV im Vergleich zu 140 kV. Tabari et al. (2019) verglichen Single-Energy-CT und DECT in abdominalen Scans pädiatrischer Patient:innen. Die DECT verringerte die Ioddosis um 33% und die Strahlendosis um 25%. Rotzinger et al. (2021) konnten die diagnostische Bildqualität mit einer um 40% geringeren Ioddosis und einer um 50% geringeren Durchflussrate mit der DECT-Angiographie aufrechterhalten.

Photon-Counting-CT

Die photonenzählende CT liefert schärfere und detailliertere Bilder als die konventionelle CT. Die Technologie basiert auf der direkten Umwandlung von Photonenenergie und ermöglicht zudem eine geringere Strahlenbelastung und weniger Kontrastmittel.

Higashigaito K et al. (2023) zeigten eine 25-prozentige Verringerung des Kontrastmittelvolumens beim intraindividuellen Vergleich von

• Photon-Counting-CT-Angiographie der thorakoabdominalen Aorta mit virtueller monoenergetischer Bildgebung (VMI) bei 50 kV mit
• einer CT mit energieintegrierendem Detektor (EID) und automatischer Auswahl der Röhrenspannung bei 90 kV.

Die Bildqualität und CNR blieben diagnostisch.

Anpassung der Röhrenspannung

1. a) Durch automatische Anpassung der Röhrenspannung reduziert sich die Strahlendosis bei gleichbleibendem CNR weiter.
2. b) Bei manueller Anpassung der Röhrenspannung sollte die dosisgünstigste Röhrenspannung gewählt werden. Dabei ist zu beachten:

• Eine niedrigere Röhrenspannung erhöht das Rauschen und kann die Beurteilung der Läsion beeinträchtigen.
• CNR und Gesamtrauschen sollten sich die Waage halten, also entweder den Röhrenstrom erhöhen oder mit iterativen Rekonstruktionstechniken arbeiten.

Agadakos’ Aussagen werden durch ein White Paper von Siemens Healthineers unterstützt. Dort wird eine Kontrastmitteleinsparung von bis zu 49,2% durch Reduktion der Röhrenspannung dokumentiert (Canstein, Korporaal 2020)

Injektor-bezogene Technologien

Personalisierte Protokolle

Personalisierte Protokolle – meist basierend auf dem Gewicht des Patienten/der Patientin – optimieren sowohl die Kontrastmittelgabe als auch die Strahlendosis individuell. Agadakos erinnerte die Zuhörer:innen daran, dass das Bolustriggern eine genauere Bildgebung ermöglicht und keine höhere Jodkonzentration benötigt.

Agadakos’ Aussagen werden durch eine neue Meta-Analyse von 17 Studien mit fast 3.000 Patient:innen unterstützt. Die Kontrastmitteleinsparung durch die Verwendung körpergewichtsbasierter Protokolle betrug fast ein Fünftel (19,2%) (Thüring J et al. ECR 2024, Poster C-18337).

Smarte Injektionssysteme

Ausgerichtet auf die Patient:innen-Charakteristik und Art der Bildgebung bieten die smarten Injektionssysteme ein präzises Management der Kontrastmittelgabe. Real-Time-Monitoring und Feedback-Mechanismen ermöglichen eine dynamische Anpassung der Injektionsparameter. Dadurch reduzieren sich Kontrastmittelmenge und Strahlendosis.

Techniken zur Bildrekonstruktion

Iterative Rekonstruktionsverfahren (IR)

IR-Techniken reduzieren das Bildrauschen und erhalten gleichzeitig die Bildqualität bei geringerer Strahlendosis. Sowohl die modellbasierte iterative Rekonstruktion (MBIR) als auch die adaptive statistische iterative Rekonstruktion (ASIR) erreichen ein höheres CNR im Vergleich zur konventionellen gefilterten Rückprojektion (FBP). ASIR und MBIR ermöglichen die Verwendung geringerer Röhrenströme oder -spannungen, so dass die Ioddosen sinken kann, ohne die diagnostische Genauigkeit zu beeinträchtigen.

Araki et al. (2018) haben gezeigt, dass mit IR die Ioddosis um 60% und die Strahlenexposition um 50 % reduziert werden kann. Die Bauch-Becken-CT- Untersuchungen fanden bei 80 kV im Niedrigdosisbereich statt.

Cinematic Rendering

Das dreidimensionale Nachbearbeitungsverfahren erzeugt fotorealistische, volumetrische Bilder, die anatomische Strukturen mit hoher Dichte zeigen. Das Verfahren erlaubt auch niedrigere Kontrastmitteldosen ohne Beeinträchtigung der diagnostischen Bildqualität.

Künstliche Intelligenz (KI)

Agadakos verwies auf eine Übersichtsarbeit über Deep-Learning-Modelle zur Erzeugung von Volldosis-CT-Bildern aus nativen Aufnahmen bzw. Bildern mit niedrig dosierter Kontrastmittelgabe (Azarfar et al. 2023). Die Autor:innen kamen zu dem Schluss, dass KI die Diagnose und die Planung einer Strahlentherapie unterstützen kann. Die Protokolle müssten jedoch darauf ausgerichtet werden, iodhaltige Kontrastmittel zu reduzieren oder zu vermeiden.

Ausblick