Subscribe to RSS
DOI: 10.1055/s-2001-12462
Visualisierungsmodalitäten in der Multidetektor CT-Koronarangiographie des Herzens: Korrelation von axialer, multiplanarer, dreidimensionaler und virtuell endoskopischer Bildgebung mit der invasiven Diagnostik
Visualization Techniques for Multislice CT Datasets of Coronary Arteries: Correlation of Axial, Multiplanar, Three-Dimensional, and Virtual Endoscopic Imaging with Coronary AngiographyPublication History
Publication Date:
31 December 2001 (online)
Zusammenfassung.
Ziel: Evaluierung der Wertigkeit verschiedener Bildgebungsmodalitäten der Multidetektor CT-Koronarographie in Korrelation mit der invasiven kardiologischen Diagnostik. Material und Methoden: Im Rahmen einer prospektiven Studie wurden 42 Patienten vergleichend mittels Multidetektor-CT und Herzkatheter untersucht. Das standardisierte Protokoll sah eine Kollimation von 4 × 1 mm bei einem Tischvorschub von 1,5 mm/Umdrehung und einer Rotationszeit von 500 ms vor. Die anschließende Bildreformation erfolgte mittels retrospektivem EKG-Gating bei einer Schichtdicke von 1,25 mm, Inkrement 0,5 mm sowie Kernel B 30. Ausgewertet wurden axiale, dreidimensionale, multiplanare und virtuell endoskopische Darstellungen. Ergebnisse: Bei der Detektion von Stenosen zeigten axiale Schichten die höchste Sensitivität (66,7 %), gefolgt von virtueller Endoskopie (55,9 %), multiplanaren (48,6 %) sowie dreidimensionalen Reformationen (33,3 %). In der Darstellung atherosklerotischer Wandveränderungen zeigten axiale Schichten (71,2 %), dreidimensionale Reformationen (70,1 %) und virtuelle Endoskopie (69,1 %) annähernd gleich hohe Sensitivitäten bei deutlich niedrigeren Werten für die multiplanaren Reformationen (55,6 %). Die Zusammenschau aller 4 Techniken ergab eine Spezifität von 74,2 % beim Nachweis atherosklerotischer Plaques, beziehungsweise 72,0 % bei der Detektion hochgradiger Stenosen. Die Spezifität aller 4 Visualisierungsmodalitäten lag bei 91,9 % und darüber. Bei einer vergleichenden Untersuchung der drei Hauptgefäße wurden die höchsten Sensitivitäten im Bereich des RIVA erzielt (Atherosklerose 94,4 %/Stenosen 74,2 %). Schlussfolgerungen: Die Wertigkeit der CT-Koronarographie in der Visualisierung artherosklerotischer Veränderungen liegt unter der von konventionellen Koronarographien und beschränkt sich vorwiegend auf Gefäßabschnitte mit großem Durchmesser. Axiale Reformationen haben als Einzelmodalität die höchste Aussagekraft bezüglich Quantität und Qualität artherosklerotischer Veränderungen. Die höchsten Sensitivitäten werden bei Herzfrequenzen bis zu etwa 60 bpm erreicht.
Visualization Techniques for Multislice CT Datasets of Coronary Arteries: Correlation of Axial, Multiplanar, Three-Dimensional, and Virtual Endoscopic Imaging with Coronary Angiography.
Objective: To evaluate the performance of 4 different visualization techniques for multislice CT datasets from the coronary arteries in comparison to coronary angiography. Material and Methods: 42 patients were examined prospectively using both multislice CT and angiocardiography. All CT scans were performed at collimation 4 × 1 mm, pitch 1.5 and a rotation time of 500 msec. Using retrospective ecg-gating, image reconstruction parameters were 1.25 mm slice thickness, 0.5 mm increment and kernel B 30. Each patient's CT dataset subsequently was explored using axial, multiplanar, threedimensional, and virtual endoscopic visualization modes. Results: Axial scans showed the highest sensitivity in the evaluation of stenoses (66.7 %), followed by virtual endoscopy (55.9 %), multiplanar (48.6 %), and three-dimensional reformations (33.3 %). With regard to the detection of atherosclerotic plaques, axial scans (71.2 %), three-dimensional reformations (70.1 %), and virtual endoscopy (69.1 %) displayed comparable sensitivities, whereas multiplanar reformations showed distinctly lower results (55.6 %). On combining the techniques a sensitivity of 74.2 % for the detection of atherosclerotic plaques, of 72.0 % for the identification of high-grade stenoses, respectively, was obtained. The specificity of all four visualization modes amounted to 91.9 % and above. Best results have been obtained within the RIVA (sensitivity 85.2 %). Conclusion: For the detection of atheromatous changes CT angiocardiography does not achieve a sensitivity as high as angiocardiography and is restricted to the three major branches. At heart rates below 60 bpm axial scans showed the best correlation in the quantification and classification of atherosclerotic plaques.
Schlüsselwörter:
CT-Koronarographie - Virtuelle Endoskopie - Herzbildgebung - Multidetector CT
Key words:
CT angiocardiography - Virtual endoscopy - Cardiac imaging - Multislice CT
Literatur
- 1 Becker C R, Jakobs T, Knez A, et al. Methoden zur Quantifizierung von Koronarkalzifikationen mit der Elektronenstrahl- und der konventionellen Computertomographie. Radiologe. 1998; 38 1006-1011
- 2 Becker C R, Knez A, Jakobs T F. Detection and Quantification of Coronary Artery Calcifications with Electron-Beam and Conventional CT. Eur Radiol. 1999; 9 620-624
- 3 Becker C R, Knez A, Leber A, et al. Erste Erfahrungen mit der Mehrzeilendetektorspiral-CT in der Diagnostik der Arteriosklerose der Koronargefäße. Radiologe. 2000; 40 118-122
- 4 Bahner M L, Böse J, Lutz A, et al. Retrospectively ECG-gated spiral CT of the heart and lung. Eur Radiol. 1999; 9 106
-
5 Ohnesorge B, Flohr T, Becker C R, et al.
Technical Aspects and Applications of fast Multislice cardiac CT. Medical Radiology 2000 - Diagnostic Imaging. Volume Multislice CT 2000. Berlin; Springer 2000: in press - 6 Ohnesorge B, Flohr T, Becker C, et al. Herzbildgebung mit schneller retrospektiv EKG-synchronisierter Mehrschichtspiral-CT. Radiologe. 2000; 40 111-117
- 7 Kopp A F, Schroeder S, Kuettner A, Ohnesorge B, Georg C, Claussen C D. Multidetector-row CT for Noninvasive Coronary Angiography: Results in 102 Patients. Radiology (suppl). 2000; 217 375
- 8 Ohnesorge B, Flohr T, Becker C, et al. Cardiac Imaging by Means of Electrocardiographically Gated Multisection Spiral CT: Initial Experience. Radiology. 2000; 217 564-571
- 9 Detre K M, Wright E, Murphy M L, Takaro T. Observer agreement in evaluating coronary angiograms. Circulation. 1975; 52 979-986
- 10 Fischbach R, Heindel W. Koronarkalkdetektion und -quantifizierung: Eine Standortbestimmung. Fortschr Röntgenstr. 2000; 172 407-414
- 11 McKeogh D, McAnulty J H. Diagnostic Angiography of the Coronary Arteries. Sem Int Rad. 1999; 16 102-106
- 12 Kachelriess M, Ulzheimer S, Kalender W A. ECG-correlated image reconstruction from subsecond multi-slice spiral CT scans of the heart. Med Phys. 2000; 27 1881-1902
- 13 Stanford W, Thompson B H. Imaging of coronary artery calcification. Its importance in assessing atherosclerotic disease. Radiol Clin North Am. 1999; 37 257-272
- 14 Becker C R, Ohnesorge B, Flohr T, et al. Untersuchung der Koronarien mit dem Mehrschicht-Spiral CT. Electromedica. 1999; 67 116-119
- 15 Wexler L, Brundage B, Crouse J, et al. Coronary artery calcification: pathophysiology, epidemiology, imaging methods and clinical implications. A statement for health professionals from the American Heart Association Writing Group. Circulation. 1996; 94 1175-1192
- 16 Scanlon P J, Faxon D P, Audet A M. ACC/AHA guidelines for coronary angiography. J Am Coll Cardiol. 1999; 33 1756-1824
- 17 Budoff M J, Georgiou D, Brody A, et al. Ultrafast computed tomography as a diagnostic modality in the detection of coronary artery disease: a multicenter study. Circulation. 1996; 93 898-904
- 18 Janowitz W R, Agatston A S, Viamonte M. Comparison of serial quantitative evaluation of calcified coronary artery plaque by ultrafast computed tomography in persons with and without obstructive coronary artery disease. Am J Cardiol. 1991; 68 1-6
- 19 Schmermund A, Baumgart D, Gorge G, et al. Coronary artery calcium in acute coronary syndromes: a comparative study of electron-beam computed tomography, coronary angiography, and intracoronary ultrasound in survivors of acute myocardial infarction and unstable angina. Circulation. 1997; 16 1461-1469
- 20 Agatston A S, Janowitz W R, Hildner F J, Zusmer N R, Viamonte M, Detrano R. Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography. J Am Coll Cardiol. 1990; 15 827-832
- 21 Baumgart D, Schmermund A, Goerge G, et al. Comparison of electron beam computed tomography with intracoronary ultrasound and coronary angiography for detection of coronary atherosclerosis. J Am Coll Cardiol. 1997; 30 57-64
- 22 Stanford W. Coronary artery calcification as an indicator of preclinical coronary artery disease. Radiographics. 1999; 19 1409-1419
- 23 Gutfinger D E, Leung C Y, Hiro T, et al. In vitro atherosclerotic plaque and calcium quantitation by intravascular ultrasound and electron-beam computed tomography. Am Heart J. 1996; 131 899-906
- 24 Kaufmann R B, Sheedy P F, Breen J F, et al. Detection of heart calcification with electron beam CT: interobserver and intraobserver reliability for scoring quantification. Radiology. 1994; 190 347-352
- 25 Cheng G C, Loree H M, Kamm R D, Fishbein M C, Lee R T. Distribution of circumferential stress in ruptured and stable atherosclerotic lesions. A structural analysis with histopathological correlation. Circulation. 1993; 87 1179-1187
- 26 Falk E. Plaque rupture with severe pre-existing stenosis precipitating coronary thrombosis. Characteristics of coronary atherosclerotic plaques underlying fatal occlusive thrombi. Br Heart J. 1983; 50 127-134
- 27 Ihling C. Pathomorphologie der Koronarsklerose. Herz. 1998; 232 69-77
- 28 Richardson P D, Davies M J, Born G V. Influence of plaque configuration and stress distribution on fissuring of coronary atherosclerotic plaques. Lancet. 1989; 21 941-944
- 29 Hong C, Becker C, Brüning R, Knez a, Schoepf U J, Reiser M F. Die Möglichkeiten, Limitationen und Optimierung von retrospektivem EKG-Gating des Herzens mit einem Mehrzeilen-Spiral-CT. Fortschr Röntgenstr. 2000; 2000 172
- 30 Hong C, Becker C R, Bruening R D, Schoepf U O, Knez A, Reiser M F. Retrospective ECG Gating Technique for Reduction of Cardiac Motion Artifacts in Multi-slice CT Coronary Angiography. Radiology. 2000; 217 374
- 31 Achenbach S, Ropers D, Holle J, Muschiol G, Daniel W G, Moshage W. In-plane coronary arterial motion velocity: measurement with electron-beam CT. Radiology. 2000; 216 457-463
- 32 Achenbach S, Moshage W, Ropers D, Bachmann K. Comparison of vessel diameters in electron beam tomography and quantitative coronary angiography. Int J Card Imaging. 1998; 14 1-7
- 33 Achenbach S, Baum U, Kachelrieß M, et al. Noninvasive Coronary Angiography by Retrospectively ECG-Gated Multislice Spiral CT. Circulation. 2000; 102 2823-2828
Prof. Dr. med. Thomas J. Vogl
Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie
J. W. Goethe-Universität Frankfurt
Theodor-Stern-Kai 7
60590 Frankfurt
Phone: + 49-69-6301-7277
Fax: + 49-69-6301-7258
Email: T.Vogl@em.uni-frankfurt.de