Spektrale Ventilations-Perfusions CT mittels Dreimaterialdifferenzierung: ein Pilotversuch

Zielsetzung Im Rahmen dieser Studie sollte die Möglichkeit einer simultanen Xenon-Ventilation und Gadolinium-Perfusion mittels Computertomografie (CT) evaluiert werden. Hierfür sollte ein Algorithmus zur behelfsmäßigen Dreimaterialdifferenzierung verwendet werden.

Material und Methoden Um sicherzustellen, dass Xenon- und Gadoliniumkonzentrationen vom Dual-Layer CT (CT) richtig detektiert werden, wurden in einem Phantommodell verschiedene bekannte Konzentrationen dieser Materialien untersucht. Für die Ventilations- und Perfusionsstudie wurde ein Hausschwein im DL-CT untersucht. Hier wurden drei Messungen vorgenommen: 1) nativ 2) Xenon-Ventilation 3) Xenon-Ventilation in Kombination mit Gadolinium-Perfusion. Mittels eines von uns entwickelten Algorithmus wurde zunächst Lungengewebe von Weichgewebe segmentiert. Anschließend wurden in Lungengewebe Xenon und in Weichgewebe Gadolinium quantifiziert. Durch Kombination dieser beiden Dichtekarten wurde die Xenon-Gadolinium-Dichtekarte erstellt.

Ergebnisse In der Phantomstudie konnte eine genaue Xenon- und Gadoliniumquantifizierung festgestellt werden. Für Xenon betrug der maximale Fehler 1,2% und für Gadolinium 1,3% bei allen Konzentrationen von über 1 mg/ml. Durch den beschriebenen Algorithmus konnten Xenon und Gadolinium in einer Perfusions-Ventilations-Messung im Schweinemodell differenziert werden und entsprechende Dichtekarten erstellt werden. Durch die Kombination dieser Dichtekarten konnte eine behelfsmäßige Dreimaterialdifferenzierung erfolgen, sodass Xenon-Ventilation und Gadolinium-Perfusion in einem einzelnen CT-Scan dargestellt werden können.

Schlußfolgerungen Mittels DL-CT können Xenon und Gadolinium präzise quantifiziert werden. Durch eine Dreimaterialzerlegung kann eine Ventilations-Perfusions-Untersuchung während eines einzelnen CT-Scans durchgeführt werden, wodurch im Vergleich zu anderen Methoden eine Dosisreduktion, eine Zeitersparnis sowie eine höhere Genauigkeit erreicht werden können.

Publication History

Publication Date:
21 April 2020 (online)