Vollautomatische Scantechnik Optimierung des Scan-Timings in der Thorax-CT ([FAST-START])

Die Computertomographie-Angiographie (CTA) ist ein nicht-invasives Bildgebungsverfahren, das für verschiedene Indikationen weit verbreitet ist. Kontrastmittel (CM) werden je nach Indikation zur Verstärkung des intravaskulären Lumens und des Organparenchyms eingesetzt. Jüngste technische Fortschritte bei CT-Scan-Techniken ermöglichen eine sehr schnelle Scan-Akquisition mit wesentlich verbesserter Bildqualität in Bezug auf zeitliche und räumliche Auflösung. Diese schnelleren Scanzeiten tragen zu einer erheblichen Reduzierung der Strahlendosis bei, was angesichts des ALARA-Prinzips (As Low As Reasonably Achievable) wünschenswert ist. Ein weiterer Vorteil der neueren High-End-Scanner ist die Verwendung niedrigerer Röhrenspannungen und niedrigerer CM-Volumina, da viele Studien gezeigt haben, dass CM-Volumen durch Verwendung niedrigerer Röhrenspannungen reduziert werden können.

Bei einer schnelleren Scanakquisition ergeben sich jedoch Herausforderungen im Hinblick auf das Timing des CM-Bolus. Das Risiko, den CM-Bolus bei diesen schnellen Erfassungen zu überholen, ist höher, was anschließend zu einer verringerten oder sogar nicht diagnostischen Verstärkung führt (in Hounsfield-Einheiten (HU)). Darüber hinaus erhöhen verringerte CM-Volumen aufgrund der Verwendung niedrigerer Röhrenspannungen das Risiko, dass der Bolus überschritten wird. Beim Reduzieren des CM-Bolus verkürzt sich die Injektionszeit und das Fenster der Peak-Enhancement ist kürzer und schmaler. Auch wenn diese kleineren CM-Volumina bei höheren Flussraten injiziert werden, nimmt das Fenster der Peak-Verstärkung schneller ab, obwohl die Peak-Verstärkung erhöht wird. Daher ist bei Verabreichung mit der gleichen Flussrate die Spitze der Verstärkungskurve im Vergleich zu größeren CM-Volumina niedriger, schmaler und schneller. Dies macht in Kombination mit der schnelleren Scanakquisition das Timing des Scanstarts (Scanstartverzögerung) sehr wichtig, da das Scannen mit der Spitzenverstärkung notwendig ist, um eine diagnostische Bildqualität zu erreichen.

Zur Bestimmung der Scan-Verzögerung werden im klinischen Alltag häufig zwei Techniken eingesetzt, die „Test-Bolus“- und die „Bolus-Tracking“-Technik. Bei der ersten wird vor dem eigentlichen Scan ein kleinerer CM-Bolus verabreicht, und die Zeit bis zum Höhepunkt der intravaskulären Verstärkung wird mit Hilfe einer speziellen Software (DynEva, Siemens Healthineers, Forchheim, Deutschland) bestimmt. Bei der „Bolus-Tracking“-Technik wird kein zusätzliches KM-Volumen verabreicht. Eine interessierende Region (ROI) wird in einer großen interessierenden Arterie (z. aufsteigende oder absteigende Aorta), und vor dem Scan wird eine Schwellenanhebung eingestellt (z. B. 100 HE). Wiederholte Scans mit niedriger Dosis werden auf der gleichen Ebene erfasst und die Ankunft des CM-Bolus wird verfolgt. Sobald der Schwellenwert erreicht ist, startet der Scanner automatisch den Scan. Zwischen dem Erreichen des Schwellwerts und dem tatsächlichen Start des Scans wird vor dem Scannen eine manuelle Nachverfolgungsverzögerung eingestellt. Diese Verzögerung ist sowohl für die Tischbewegung des Scanners zum Start des Scans als auch für den Befehl zum Anhalten des Atems erforderlich. Das Problem besteht darin, dass diese manuelle Post-Tracking-Verzögerung vor dem Scan eingestellt wird, ohne Informationen über die kardiovaskuläre Dynamik des Patienten (z. Herzleistung). Da das Herzzeitvolumen zwischen und innerhalb des Patienten stark variieren kann, ist diese feste Post-Tracking-Verzögerung möglicherweise nicht für alle Patienten geeignet. Das Scannen mit einer suboptimalen Post-Tracking-Verzögerung könnte möglicherweise zu einer suboptimalen arteriellen Verstärkung und einer unzureichenden diagnostischen Qualität führen.

Mit der neuen Bolus-Tracking-Auto-Delay-Software (Fully Automated Scan Technique, FAST, Siemens Healthineers) konnte die Häufigkeit von Scans mit suboptimaler Dämpfung reduziert werden. Diese Software ähnelt der „Bolus-Tracking“-Technik, der Unterschied besteht darin, dass die manuelle Post-Tracking-Verzögerung automatisch von der Software berechnet wird. Während der Niedrigdosis-Wiederholungsscans auf der Ebene des ROI wird die Abschwächung im ROI verwendet, um die optimale Verstärkungskurve vorherzusagen. Die Software berücksichtigt Injektionsprotokoll, Schlauchspannung und Patientenparameter. Eine zuvor erfasste Datenbank zahlreicher Verstärkungskurven wird konsultiert, um eine am besten angepasste Verstärkungskurve des einzelnen Patienten vorherzusagen. Die Software berechnet dann die optimale Post-Tracking-Scan-Verzögerung, um bei der Spitzenverstärkung zu scannen. Somit kann die optimale individuelle Scan-Verzögerung und -Verstärkung basierend auf der Physiologie des Patienten erreicht werden, und das Risiko von nicht diagnostischen Scans sollte sinken. Daher zielt diese Studie darauf ab, die Leistung der FAST-Software bei Patienten, die eine Standard-Thorax-CT erhalten, in Bezug auf die Anzahl nicht diagnostischer Scans (< 300 HE) zu bewerten und diese mit der Standardversorgung (manuell eingestellte Pre-Scan-Verzögerung) zu vergleichen.