Dual-Source-CT: In-vitro-Charakterisierung von Gallensteinen mittels Dual-Energy-Analyse

Zusammenfassung

Ziel: Trotz klinisch etablierter hochauflösender CT ist die Detektion und Charakterisierung von Gallensteinen klinisch nicht immer möglich. Die Pilotstudie untersucht, ob die nicht invasive Charakterisierung von Gallensteinen in vitro mittels Dual-Energy-Analyse der Dual-Source-CT prinzipiell möglich ist. Material und Methoden: Insgesamt wurden 43 Gallensteine (0,4 – 1,5 cm) bei 140 kV, 80 kV und im Dual-Energy-Modus (DECT) untersucht und von 2 Untersuchern zunächst in den 80 und 140 kV-Bildern klassifiziert (Kalzium-, Cholesterin- oder Pigmentstein) und mit dem klinischen Goldstandard der pathologischen Klassifikation verglichen. Nach Etablierung von Referenzbildern für alle Subtypen mittels Dual-Energy-Analyse wurde die Klassifizierung erneut durchgeführt und mit dem Goldstandard verglichen. Ergebnisse: Bei der 80 und 140 kV-Analyse betrug die Sensitivität und Spezifität bei 80 kV für die Kalziumsteine getrennt für die Untersucher 100 / 84 % bzw. 100 / 88 %, für Cholesterinsteine 54 / 89 % bzw. 54 / 85 % und für Pigmentsteine bei 70 / 80 % für beide Untersucher. Bei 140 kV betrug Sensitivität und Spezifität für Kalziumsteine 100 / 84 % für beide Untersucher, für Cholesterinsteine ebenfalls 46 / 92 % für beide und für Pigmentsteine 80 / 75 % und 80 / 80 %. In der Dual-Energy-Analyse konnten alle Subtypen korrekt von beiden Untersuchern zugeordnet werden. Schlussfolgerung: Die vorliegenden Daten zeigen, dass die DECT in der Lage ist, unterschiedliche Gallensteine in der untersuchten Größe unabhängig in ihrer chemischen Zusammensetzung in vitro zu klassifizieren. Klinische Studien müssen zeigen, ob diese Ergebnisse zu optimierten Therapieentscheidungen führen.

Abstract

Purpose: Despite clinically available high-resolution CT, the detection and classification of gallstones remains a challenge in some cases. This pilot study examines whether noninvasive characterization of gallstones in vitro is possible using dual-energy analysis (DECT) of dual source CT datasets. Materials and Methods: A total of 43 gallstones (0.4 – 1.5 cm) were examined at 80 kV, 140 kV and in the dual-energy mode. The monoenergetic datasets were examined by two independent examiners and classified as calcium, cholesterol or pigment stones. The results were compared with the pathological classification as the clinical gold standard. After creating reference images for each group via dual-energy analysis, the classification was repeated and compared with the gold standard again. Results: Using the monoenergetic analysis at 80 kV, the sensitivity and specificity were 100 / 84 % and 100 / 88 % for calcium stones. For cholesterol stones the values were 54 / 89 % and 54 / 85 % and for pigment stones 70 / 80 % for both examiners. At 140 kV, the sensitivity and specificity for calcium stones were 100 / 84 % for both examiners, 46 / 92 % for cholesterol stones for both examiners and the sensitivity and specificity were 80 / 75 % and 80 / 80 % for pigment stones. Using the reference images established by DECT, both examiners were able to correctly classify all gallstones. Conclusion: The present data indicates that DECT is able to correctly classify Gallstones according to the clinical gold standard in vitro. Clinical studies have to demonstrate whether these results lead to optimized clinical decision making.

Key words

biliary system - calcifications/calculi - experimental study - technical aspects - tissue characterization - CT high resolution

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