RöKo 2022 – Photon Counting Herz-CT: ein Jahr Erfahrung

RöKo 2022 – Photon Counting Herz-CT: ein Jahr Erfahrung

Ein Jahr nach dem Start des Photon-Counting CT am Universitätsspital Zürich ist der Scanner voll in die stationäre und ambulante Routine integriert – und liefert eindrucksvolle, klinisch relevante Bilder.

  • Präsentationstag:
    25.05.2022 1 Kommentare
  • Autor:
    kf/ktg
  • Sprecher:
    Hatem Alkadhi, Universitätsspital Zürich
  • Quelle:
    RöKo 2022

40 bis 50 PatientInnen pro Tag schleust das Universitätsspital Zürich inzwischen durch das Photon-Counting CT (PCCT), nachdem das Team um Hatem Alkadhi in den ersten Monaten noch die Protokolle aufsetzen musste. Installiert wurde das Vorseriengerät im Frühjahr 2021 – bauliche Veränderungen am Spital waren nicht nötig.

„Photonen sind divers“

Im Gegensatz zur konventionellen CT konvertieren die Detektoren der PCCT die Röntgenstrahlen direkt in elektrische Impulse. Dies geschieht ohne Informationsverlust, die Signalstärke ist direkt proportional zur Stärke des Röntgenstrahls. Impulse werden erst gezählt, wenn ein Energie-Schwellenwert überschritten wird – Basisrauschen wird so unterdrückt. „Wir sehen exzellente Charakteristika im Bezug auf Signal, Rauschen und die CNR“, so Alkadhi.

CNR-Zugewinn bei gleicher Strahlendosis

Eine jüngst in Zürich durchgeführte Studie mit 40 PatientInnen vergleicht die konventionelle CT-Angiographie mit der PCCT-Angiographie bei gematchter Strahlendosis für die Darstellung der Aorta. Bei gleicher Strahlendosis zeigt die PCCT eine signifikant höhere CNR als die konventionelle CT. Je dicker die PatientInnen, desto größer ist dieser CNR-Zugewinn. „Wir können damit die Dosis erniedrigen und auch die Kontrastmittelmenge“, so Alkadhi.

Reduziert man die Strahlendosis, lässt sich mit der PCCT also immer noch eine aussagekräftige Bildqualität erreichen. Laut Studie bietet ein Energielevel von 45 bis 50 keV für die Virtuelle Monoenergetische Rekonstruktion den besten Trade-Off zwischen objektiver und subjektiver Bildqualität (Euler 2022).
Bei älteren PatientInnen würde man diese verbessere CNR eher für die Kontrastmittelreduktion nutzen, kommentierte Alkadhi.

Myokardbildgebung

Alkadhi geht davon aus, dass die CT durch Photon-Counting einen großen Schritt machen wird in Richtung Myokardcharakterisierung, vor allem in der Notfallbildgebung – zum Beispiel zur Diagnostik einer Myokarditis bei akutem Thoraxschmerz.

Grund dafür sind mehrere technische Aspekte:

  • Die spektrale Information ist in der PCCT immer inklusive und mit maximaler Auflösung nutzbar.
  • Die PCCT erlaubt eine hohe zeitliche Auslösung von bis zu 66ms.
    Die Quantifizierung des extrazellulären Volumens zur Charakterisierung des Myokardgewebes lässt sich damit auch bei höheren Herzfrequenzen durchführen (Mergen 2022).
  • Das PCCT in Zürich ist Dual-Source, das heißt es erlaubt die Iodsubtraktion. Dies zusammen mit der hohen zeitlichen Auflösung führt zu einer verbesserten Charakterisierung von Weichteilen (Polacin 2022).

Das Züricher Team hat auch sein Myokard-TAVI-Protokoll modifiziert – fünf Minuten nach Kontrastmittelgabe kommt das Late Enhancement, das gesamte Dosislängenprodukt beträgt nur 84 mGycm.

  • Ein Rekonstruktionsalgorithmus auf Basis der Spektraldaten (Pure Lumen) kann rechnerisch die Kalzifizierungen entfernen. Dadurch wird das Blooming stark reduziert und es kommt nicht mehr zu einer Überschätzung der Stenose (Allmendinger 2022).
  • Der Ultra-High-Resolution (UHR)-Modus erlaubt eine sehr hohe räumliche Auflösung von 0,151 x 0,176 mm. Den Modus gibt es seit Januar 2022, er ist also noch in einer frühen Phase. Der Unterschied sei aber riesig, so Alkadhi, vor allem für die Abbildung von Plaques, Koronarstents und Koronarien, auch für sehr kleine periphere Gefäße.

Perspektivisch will das Züricher Team Plaques anatomisch charakterisieren. „Wir wollen wissen, wo genau ist die Kalkabteilung, wo beginnt Fett, wo hört das Volumen genau auf – denn die CT braucht die perfekte Anatomie, sonst ist das eher Voodoo“, so Alkadhi.

Auch bei Stents sei die PCCT der Eintritt in eine neue Dimension. Mit der CT habe sich bisher nur sagen lassen, ob ein Stent durchgängig ist oder nicht – der UHR-Modus lasse Radiologen quasi in den Stent blicken.

Wann wird die PCCT eingesetzt?

In Zürich ist die PCCT inzwischen Bestandteil der klinischen Routine. Zwar bekommen TAVI-PatientInnen derzeit noch routinemäßig einen Herzkatheter, aber das mittelfristige Ziel ist, sie alle mit der PCCT zu versorgen.

Vorteile bei älteren PatientInnen

Der UHR-Modus wird in der Routine eingesetzt bei TAVI und Aortenstenosen. Die PatientInnenklientel ist oft schwierig zu scannen – viele sind älter und der Atemanhalt ist herausfordernd; oft sind deutliche Kalzifikationen vorhanden, was normalerweise zu viel Blooming geführt hätte. Diese Herausforderungen umgeht die PCCT.
Zudem ist die Nierenfunktion häufig geschädigt – die PCCT vermeidet hier weitere Kontrastmittel-Exposition durch den Herzkatheter, außerdem ist die Kontrastmitteldosis der PCCT im Vergleich zur konventionellen Koronar-CTA reduzierbar.

Nicht eingesetzt wird der UHR-Modus bei niedriger bis intermediärer Vortestwahrscheinlichkeit.

Referenzen

Allmendinger T et al. Photon-Counting Detector CT-Based Vascular Calcium Removal Algorithm
Invest Radiol 2022;57(6):399-405

Euler A et al. High-Pitch Photon-Counting Detector Computed Tomography Angiography of the Aorta: Intraindividual Comparison to Energy-Integrating Detector Computed Tomography at Equal Radiation Dose.
Invest Radiol 2022;57(2):115-21

Mergen V et al. Extracellular Volume Quantification With Cardiac Late Enhancement Scanning Using Dual-Source Photon-Counting Detector CT
Invest Radiol 2022;57:406-11

Polacin M et al. Photon-counting computed tomography for the diagnosis of myocardial infarction with non-obstructive coronary artery disease
Eur Heart J Case Rep. 2022; 6(2):ytac028

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Wie ist der Vergleich mit MR - wo wir doch deutlich besser verträgliches KM und KEINE! Strahlung haben? Sollten wir da nicht mehr Entwicklungsarbeit hineinstecken?

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