Diagnostische Genauigkeit und Dosisreduktion vaskulärer und perkutaner Interventionen mittels periinterventioneller Cone Beam Computertomographie (CBCT)
Creators: name: Jonczyk, Martin
Publisher: name: Charité - Universitätsmedizin Berlin
Year: 2021
Subjects: subject: Cone-Beam CT
subject: angiography
subject: interventional radiology
subject: transarterial chemoembolization
subject: transjugular intrahepatic portosystemic stent shunt
subject: portal vein embolization
subject: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit

description: Jede Intervention lässt sich in die Schritte Visualisierung des Ziels, Navigation und Therapie unterteilen. Durch die Entwicklung neuer periinterventioneller, bildgebender Verfahren wie der Cone Beam Computertomographie (CBCT) besteht die Möglichkeit, dreidimensionale Schnittbilddatensätze mit isotropen Voxeln unmittelbar während einer Intervention zu akquirieren. Dieses Verfahren eröffnet somit neue Möglichkeiten für die Detektion von Zielstrukturen und Gefäßen. Die weitere Verarbeitung der Daten mit semiautomatisierten Softwaretools kann entscheidend zum Therapieerfolg beitragen. Wie bei jedem neuen bildgebenden Verfahren müssen entsprechende Untersuchungsprotokolle in der klinischen Routine in Bezug auf ihre Grenzen und ihre Dosiseffizienz getestet werden. In der vorliegenden Schrift wurden 6 Arbeiten zusammengefasst, welche die erarbeiteten Untersuchungsprotokolle in Hinblick auf die Möglichkeit der Tumor- und Gefäßdetektion sowie deren Dosiseffizienz evaluieren. Dafür wurden in der 1. Originalarbeit retrospektiv bei 28 Patienten mit insgesamt 85 hypervaskularisierten, hepatozellulären Karzinomen die Tumordetektionsrate eines neuen, einphasigen Splitbolus-Kontrastmittelprotokolls mit der präinterventionellen MRT in der arteriellen sowie hepatobiliären Kontrastmittelphase verglichen. Im CBCT ließen sich in einer qualitativen Untersuchung mit zwei Readern signifikant mehr Tumore im Vergleich zum MRT in der arteriellen Phase detektieren (121 vs. 94 / 170). Es konnte auch gezeigt werden, dass das periinterventionelle CBCT vergleichbar viele HCC-Manifestationen identifizieren kann wie das MRT in der hepatobiliären Kontrastmittelphase. Dabei zeigte sich in der quantitativen Analyse, dass der intrinsische Bildkontrast des CBCTs deutlich höher ist als im MRT (arterielles MRT: 0,11; hepatobiläres MRT:0,13; CBCT: 0,97, p &lt; 0,001). Das Kontrast-zu- Rausch-Verhältnis ist dabei im MRT nicht signifikant höher als im CBCT (arterielles MRT: 7,79; hepatobiläres MRT: 8,58; CBCT: 4,43, p = 0,157). Basierend auf den Ergebnissen der ersten Studie wurde das Splitbolusprotokoll für die Detektion von hypervaskularisierten Tumoren optimiert. Die 2. Originalarbeit untersuchte retrospektiv an 20 konsekutiv therapierten Patienten mit 77 hypovaskularisierten Tumormanifestationen die Detektionsrate des modifizierten CBCT- Splitbolusprotokolls im Vergleich zur DSA. Es zeigte sich das 90% der Zieltumore im CBCT sichtbar waren, wohingegen in der konventionellen DSA lediglich 37,5% der Zielmanifestationen dargestellt werden konnten. Bezogen auf die Kontrast-zu-Rausch und intrinsischen Kontrastverhältnisse im Vergleich zur präintervenitonellen MRT konnten die Ergebnisse der 1. Originalarbeit auch für diese Tumorentitäten bestätigt werden. Das CBCT kann potentiell zu einer zusätzlichen Strahlenexposition bei TACE-Therapien führen. Daher wurden in der 3. Originalarbeit retrospektiv 140, in der klinischen Routine untersuchte, Patienten (70 Patienten mit CBCT- und 70 mit DSA-Navigation) in Hinblick auf die zusätzliche Strahlenbelastung durch das CBCT untersucht. Der Anteil des CBCTs an der Gesamtdosis betrug 6%. Aus einem CBCT-Datensatz kann jedoch der komplette Gefäßbaum extrahiert und der Fluoroskopie überlagert werden. Die Durchführung der CBCTs führte in der Studie im Durchschnitt zu einer Erhöhung des Gesamtdosisflächenproduktes um ca. 2%, jedoch besteht das Potential durch wegfallende DSA-Untersuchungen und konsequente Nutzung des 3D-Overlays die Gesamtdosis um bis zu 46% zu reduzieren. Das Konzept zur Erkennung der Zielgefäße wurde in der 4. Originalarbeit auf die Prostataarterienembolisation (n = 22) übertragen. Da diese Intervention mit einer vergleichsweise hohen Strahlenexposition für Patient und Personal verbunden ist, ist eine schnelle Detektion der versorgenden Gefäße bei sehr variabler Anatomie im kleinen Becken und benigner Grunderkrankung von hoher Relevanz. Dabei konnte gezeigt werden, dass der Versorgungstyp im CBCT signifikant besser bestimmt werden konnte als in der selektiven DSA über die A.iliaca int. (p = 0,047). Während im CBCT alle Prostataarterien korrekt erkannt werden konnten, wurden in der DSA 18% (links) bzw. 17% (rechts) der Arterien nicht identifiziert. Der Dosisanteil des CBCTs an der Gesamtintervention lag erneut bei 6%, jener der DSA bei 84%. Somit kann das CBCT zu einer sicheren Detektion der Zielarterien sowie auch hier zu einer potentiellen Dosisreduktion beitragen. Daraufhin wurde der Einsatz des CBCT zur Führung transjugulärer Pfortaderpunktionen im Rahmen von 21 TIPSS-Anlagen (5. Originalarbeit) evaluiert. Eine CBCT-Gruppe wurde mit einer sonographisch geführten Vergleichsgruppe prospektiv (n = 15) sowie mit einem historischen Kollektiv mit alleiniger fluoroskopischer Navigation (n = 23) retrospektiv verglichen. Dabei konnte der transjuguläre Zugang zur Pfortader, wenn auch statistisch nicht signifikant, jedoch mit einer geringeren Anzahl an Punktionsversuchen im Vergleich zur Ultraschall-Kontrollgruppe (CBCT: 2, Ultraschall: 4) und einer niedrigeren Punktionszeit (32 ± 45min vs. 36 ± 45min) bei etwas längeren Interventionszeiten (CBCT 115 ± 52min, Ultraschall: 112 ± 41min, Fluoroskopie: 110 ± 33 min) erreicht werden. Die Strahlenexposition im CBCT war mit 563 ± 289 Gy*cm2 gegenüber der Ultraschall- (322 ± 186 Gy*cm2) und der Fluoroskopiegruppe mit 469 ± 352 Gy*cm2 und einem Dosisanteil von ca. 4% nicht signifikant erhöht (p = 0,069). Somit konnte gezeigt werden, dass TIPSS-Anlagen in CBCT-Navigation sicher möglich sind. Bei vergleichbarer Anzahl an Punktionen, Interventionsdauer sowie Strahlenexposition steht somit eine weitere Methode für komplexe TIPSS-Prozeduren zur Verfügung. In der 6. Originalarbeit wurden CBCT-gesteuerte, perkutane Pfortaderpunktionen im Rahmen von 20 Pfortaderembolisationen retrospektiv bewertet und mit einer sonographisch geführten Kontrollgruppe verglichen (CBCT: 10, Ultraschall: 10 Patienten). Unter CBCT-Führung konnte nach 3,1 ± 2,5 Punktionen ein sicherer perkutaner Zugang zur Pfortader hergestellt werden. Jedoch zeigte sich im Vergleich zur sonographischen Kontrollgruppe eine signifikant längere Interventionszeit (61 ± 27 min vs. 41,6 ± 15,2 min, p = 0,04) bei nicht signifikant höherer Strahlenexposition (CBCT: 288.060 ± 154.383 mGy*cm2 vs. 178.501 ± 115.221 mGy*cm2, p = 0,12), während der Dosisanteil des CBCTs bei 6% lag. Daraus lässt sich schließen, dass CBCT-gestützte perkutane Pfortaderpunktionen sicher möglich sind und insbesondere bei Patienten mit schlechten Schallbedingungen eine Alternative zur bisherigen Punktionsmethode darstellen können. Die Ergebnisse dieser Arbeit müssen jedoch bei der Übertragung auf neuere Angiographieanlagen entsprechend überprüft und ggf. angepasst werden. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die CBCT eine große Bereicherung für vaskuläre Interventionen, insbesondere in Hinblick auf die Präzision der Eingriffe, darstellt. Sie bietet dabei ein großes Potential zur Dosisreduktion. Des weiteren kann die CBCT-Navigation auch für Punktionen beweglicher Zielstrukturen eine sichere Alternative darstellen, wenn herkömmliche Methoden an ihre Grenzen stoßen.