Subscribe to RSS
DOI: 10.1055/s-0028-1109362
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York
Die automatisierte Bestimmung eines optimalen Rekonstruktionsintervalls bei der nativen EKG-gegateten CT-Diagnostik der Koronarsklerose mittels „Motion Maps”
Automatic Phase Point Determination of Minimal Motion Reconstruction Intervals with Motion Maps in ECG-Gated CT Diagnostics of Coronary SclerosisPublication History
eingereicht: 13.11.2008
angenommen: 10.3.2009
Publication Date:
09 June 2009 (online)
![](https://www.thieme-connect.de/media/roefo/200907/lookinside/thumbnails/10.1055-s-0028-1109362-1.jpg)
Zusammenfassung
Ziel: Evaluation von Motion Maps zur automatisierten Bestimmung von RR-Rekonstruktionsintervallen bei der CT-Diagnostik des koronararteriellen Kalzium-Scores. Material und Methoden: Bei 24 Patienten wurden mittels EKG-getriggerter, nicht kontrastverstärkter Herz-CT der Kalzium-Score bestimmt. Durch die Motion-Map-Software wurden Bildserien mit niedriger Auflösung in 2 %-Schritten des RR-Intervalls rekonstruiert und die bewegungsarmen Herzphasen bestimmt. Die Bildrekonstruktion zur Befundung erfolgte in 10 %-Schritten innerhalb eines RR-Intervalls (RR-Daten) und entsprechend der Motion Maps (MM-Daten). Für alle Datensätze wurde der Agatston-Score ermittelt. Die Bildqualität wurde durch 2 unabhängige Beobachter ausgewertet. Unter Berücksichtigung der Bildqualität und des Agatston-Scores wurden die RR- und MM-Daten verglichen. Ergebnisse: Der mittlere Agatston-Score wies bei den RR-Daten eine Streuung von 127 Punkten pro Patient auf, weshalb 41 % der Patienten unterschiedlichen Risikogruppen zuzuordnen waren. Bei den MM-Daten ergab sich eine Streuung von 55 Punkten, hier wurden 16 % Patienten unterschiedlich eingruppiert. Hinsichtlich der Bildqualität lag eine moderate Interrater-Varianz vor. Die Bildqualität war im Intervall zwischen 30 und 40 % und zwischen 70 und 80 % am besten. Die Motion-Map-Rekonstruktionen wiesen durchweg eine gute Bildqualität auf. Schlussfolgerung: Bei der Untersuchung koronararterieller Verkalkungen ist die Wahl eines geeigneten Rekonstruktionsintervalls erforderlich, um die Patienten in die richtige Risikogruppe einzuteilen. Durch die Motion-Map-Methode kann nicht nur der Rekonstruktionsaufwand, sondern auch die Zuordnung der Patienten zu unterschiedlichen Risikogruppen minimiert werden.
Abstract
Purpose: Cardio-CT motion maps for automated cardiac phase point determination were evaluated for image quality and reliability of coronary calcium scores. Materials and Methods: 24 patients underwent ECG-gated non-enhanced cardiac CT for calcium scoring. From raw data the motion map software reconstructed low-resolution images in 2 % steps of the RR interval and automatically generated cardiac motion maps for determination of minimal motion phase points. Diagnostic images were reconstructed in 10 % steps of the RR interval (RR data) and according to the motion maps (MM data). For every data set, the Agatston score was calculated. Image quality was evaluated by two independent observers. Image quality was correlated with the Agatston score. Results: The Agatston score calculated over the RR interval showed a mean variation of 127 with 41 % of patients assigned to more than one risk group. If the motion map RR intervals were calculated, only 16 % patients were assigned to different risk categories with a mean variation of 55. Regarding the image quality, the inter-rater variance was moderate. The best image quality was achieved with the 30 – 40 % and 70 – 80 % RR interval. Over the complete RR interval motion map reconstructions produced a good image quality. Conclusion: Calculation of the Agatston score requires selection of the proper reconstruction interval to guarantee the assignment of patients into the appropriate risk category. By using motion maps for phase point determination, the amount of necessary reconstruction can be minimized and the assignment to different risk groups is also reduced.
Key words
cardiac - arteriosclerosis - calcium score - coronary artery disease - motion map - agatston
Literatur
- 1 Weber C, Begemann P, Wedegartner U. et al . Koronarkalkquantifizierung und Koronarangiographie mittels Mehrzeilendetektorspiral-CT – Klinische Erfahrungen. Fortschr Röntgenstr. 2005; 177 50-59
- 2 Shaw L J, Raggi P, Schisterman E. et al . Prognostic value of cardiac risk factors and coronary artery calcium screening for all-cause mortality. Radiology. 2003; 228 826-833
- 3 Becker C R, Majeed A, Crispin A. et al . CT measurement of coronary calcium mass: impact on global cardiac risk assessment. Eur Radiol. 2005; 15 96-101
- 4 Becker C R. Estimation of cardiac event risk by MDCT. Eur Radiol. 2005; 15 (Suppl 2) B17-B22
- 5 Brown E R, Kronmal R A, Bluemke D A. et al . Coronary calcium coverage score: determination, correlates, and predictive accuracy in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Radiology. 2008; 247 669-675
- 6 Agatston A S, Janowitz W R, Hildner F J. et al . Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography. J Am Coll Cardiol. 1990; 15 827-832
- 7 Breen J F, Sheedy P F, Schwartz R S. et al . Coronary artery calcification detected with ultrafast CT as an indication of coronary artery disease. Radiology. 1992; 185 435-439
- 8 Rumberger J A, Brundage B H, Rader D J. et al . Electron beam computed tomographic coronary calcium scanning: a review and guidelines for use in asymptomatic persons. Mayo Clin Proc. 1999; 74 243-252
- 9 Weininger M, Ritter C O, Beer M. et al . Bestimmung des koronaren Kalzium-Scores mittels 64-Zeilen-CT – Variabilität der Scores und Einfluss des Rekonstruktionszeitpunktes. Fortschr Röntgenstr. 2007; 179 938-944
- 10 Begemann P G, Stevendaal van U, Koester R. et al . Evaluation of the influence of acquisition and reconstruction parameters for 16-row multidetector CT on coronary calcium scoring using a stationary and dynamic cardiac phantom. Eur Radiol. 2007; 17 1985-1994
- 11 Schlosser T, Hunold P, Schmermund A. et al . Coronary artery calcium score: influence of reconstruction interval at 16-detector row CT with retrospective electrocardiographic gating. Radiology. 2004; 233 586-589
- 12 Schlosser T, Hunold P, Voigtlander T. et al . Coronary artery calcium scoring: influence of reconstruction interval and reconstruction increment using 64-MDCT. Am J Roentgenol. 2007; 188 1063-1068
- 13 Hoffmann M H, Shi H, Manzke R. et al . Noninvasive coronary angiography with 16-detector row CT: effect of heart rate. Radiology. 2005; 234 86-97
- 14 Manzke R, Köhler T, Nielsen T. et al . Automatic phase determination for retrospectively gated cardiac CT. Med Phys. 2004; 31 3345-3362
- 15 Hoffmann M H, Lessick J, Manzke R. et al . Automatic determination of minimal cardiac motion phases for computed tomography imaging: initial experience. Eur Radiol. 2006; 16 365-373
- 16 Hausleiter J, Meyer T, Hadamitzky M. et al . Radiation dose estimates from cardiac multislice computed tomography in daily practice: impact of different scanning protocols on effective dose estimates. Circulation. 2006; 113 1305-1310
- 17 Manzke R, Grass M und Hawkes D. Artifact analysis and reconstruction improvement in helical cardiac cone beam CT. Trans Med Imaging. 2004; 23 1150-1164
- 18 Grass M, Manzke R, Nielsen T. et al . Helical cardiac cone beam reconstruction using retrospective ECG gating. Phys Med Biol. 2003; 48 3069-3084
- 19 Achenbach S, Ropers D, Pohle K. et al . Influence of lipid-lowering therapy on the progression of coronary artery calcification: a prospective evaluation. Circulation. 2002; 106 1077-1082
- 20 Mühlenbruch G, Thomas C, Wildberger J E. et al . Effect of varying slice thickness on coronary calcium scoring with multislice computed tomography in vitro and in vivo. Invest Radiol. 2005; 40 695-699
- 21 Hirai N, Horiguchi J, Fujioka C. et al . Prospective versus retrospective ECG-gated 64-detector coronary CT angiography: assessment of image quality, stenosis, and radiation dose. Radiology. 2008; 248 424-430
- 22 Shuman W P, Branch K R, May J M. et al . Prospective versus retrospective ECG gating for 64-detector CT of the coronary arteries: comparison of image quality and patient radiation dose. Radiology. 2008; 248 431-437
- 23 Stolzmann P, Leschka S, Betschart T. et al . Radiation dose values for various coronary calcium scoring protocols in dual-source CT. Int J Cardiovasc Imaging. 2009; 25 443-451
- 24 Horiguchi J, Matsuura N, Yamamoto H. et al . Coronary artery calcium scoring on low-dose prospective electrocardiographically-triggered 64-slice CT. Acad Radiol. 2009; 16 187-193
- 25 Begemann P G, Stevendaal van U, Manzke R. et al . Evaluation of spatial and temporal resolution for ECG-gated 16-row multidetector CT using a dynamic cardiac phantom. Eur Radiol. 2005; 15 1015-1026
- 26 Ohnesorge B, Flohr T, Fischbach R. et al . Reproducibility of coronary calcium quantification in repeat examinations with retrospectively ECG-gated multisection spiral CT. Eur Radiol. 2002; 12 1532-1540
- 27 Hong C, Bae K T, Pilgram T K. et al . Coronary artery calcium quantification at multi-detector row CT: influence of heart rate and measurement methods on interacquisition variability initial experience. Radiology. 2003; 228 95-100
- 28 Leschka S, Husmann L, Desbiolles L M. et al . Optimal image reconstruction intervals for non-invasive coronary angiography with 64-slice CT. Eur Radiol. 2006; 16 1964-1972
- 29 Horiguchi J, Fukuda H, Yamamoto H. et al . The impact of motion artifacts on the reproducibility of repeated coronary artery calcium measurements. Eur Radiol. 2007; 17 81-86
- 30 Vembar M, Garcia M J, Heuscher D J. et al . A dynamic approach to identifying desired physiological phases for cardiac imaging using multislice spiral CT. Med Phys. 2003; 30 1683-1693
- 31 AG Herzdiagnostik der Deutschen Röntgengesellschaft Computertomographie des Herzens: Aktuelle Leitlinien. Fortschr Röntgenstr. 2004; 176 632-637
- 32 Mahnken A H, Sinha A M, Wildberger J E. et al . Der Einfluss rekonstruktionsbedingter Bewegungsartefakte auf den koronaren Kalzium-Score bei der Mehrschicht-Spiral-CT. Fortschr Röntgenstr. 2001; 173 888-892
- 33 Budoff M J, Achenbach S, Blumenthal R S. et al . Assessment of coronary artery disease by cardiac computed tomography: a scientific statement from the American Heart Association Committee on Cardiovascular Imaging and Intervention, Council on Cardiovascular Radiology and Intervention, and Committee on Cardiac Imaging, Council on Clinical Cardiology. Circulation. 2006; 114 1761-1791
- 34 Greenland P, Bonow R O, Brundage B H. et al . ACCF/AHA 2007 clinical expert consensus document on coronary artery calcium scoring by computed tomography in global cardiovascular risk assessment and in evaluation of patients with chest pain: a report of the American College of Cardiology Foundation Clinical Expert Consensus Task Force (ACCF/AHA Writing Committee to Update the 2000 Expert Consensus Document on Electron Beam Computed Tomography). Circulation. 2007; 115 402-426
- 35 Mühlenbruch G, Thomas C, Wildberger J E. et al . Effect of varying slice thickness on coronary calcium scoring with multislice computed tomography in vitro and in vivo. Invest Radiol. 2005; 40 695-699
- 36 Achenbach S, Ropers D, Mohlenkamp S. et al . Variability of repeated coronary artery calcium measurements by electron beam tomography. Am J Cardiol. 2001; 87 210-213
- 37 Matsuura N, Horiguchi J, Yamamoto H. et al . Optimal cardiac phase for coronary artery calcium scoring on single-source 64-MDCT scanner: least interscan variability and least motion artifacts. Am J Roentgenol. 2008; 190 1561-1568
Dr. Thorsten Klink
Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Martinistraße 52
20246 Hamburg
Phone: ++ 49/40/4 28 03 24 63
Fax: ++ 49/40/4 28 03 38 02
Email: t.klink@uke.uni-hamburg.de