Summary

Zeitaufgelöste, dynamische Computertomographie Angiographie zur Charakterisierung von Aortenendoleaks und Behandlungsanleitung mittels 2D-3D Fusion-Imaging

Published: December 09, 2021
doi:

Summary

Die dynamische Computertomographie-Angiographie (CTA) bietet einen zusätzlichen diagnostischen Wert bei der Charakterisierung von Aortenendoleaks. Dieses Protokoll beschreibt einen qualitativen und quantitativen Ansatz unter Verwendung der Zeit-Dämpfungskurvenanalyse zur Charakterisierung von Endoleaks. Die Technik der Integration der dynamischen CTA-Bildgebung mit der Fluoroskopie mittels 2D-3D-Bildfusion wird für eine bessere Bildführung während der Behandlung veranschaulicht.

Abstract

In den Vereinigten Staaten werden mehr als 80% aller abdominalen Aortenaneurysmen durch endovaskuläre Aortenaneurysmareparatur (EVAR) behandelt. Der endovaskuläre Ansatz garantiert gute frühe Ergebnisse, aber eine adäquate Follow-up-Bildgebung nach EVAR ist unerlässlich, um langfristig positive Ergebnisse aufrechtzuerhalten. Mögliche transplantatbedingte Komplikationen sind Transplantatmigration, Infektion, Fraktion und Endoleaks, wobei die letzte am häufigsten ist. Die am häufigsten verwendete Bildgebung nach EVAR ist die Computertomographie-Angiographie (CTA) und der Duplex-Ultraschall. Die dynamische, zeitaufgelöste Computertomographie-Angiographie (d-CTA) ist eine relativ neue Technik zur Charakterisierung der Endoleaks. Mehrere Scans werden während des Erwerbs nacheinander um das Endtransplantat herum durchgeführt, was eine gute Visualisierung der Kontrastpassage und der transplantatbedingten Komplikationen ermöglicht. Diese hohe diagnostische Genauigkeit von d-CTA kann durch Bildfusion in die Therapie implementiert werden und reduziert die zusätzliche Strahlen- und Kontrastmittelbelastung.

Dieses Protokoll beschreibt die technischen Aspekte dieser Modalität: Patientenauswahl, vorläufige Bildüberprüfung, d-CTA-Scanaufnahme, Bildverarbeitung, qualitative und quantitative Endoleak-Charakterisierung. Die Schritte zur Integration dynamischer CTA in die intraoperative Fluoroskopie mittels 2D-3D-Fusionsbildgebung zur Erleichterung einer gezielten Embolisation werden ebenfalls demonstriert. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zeitaufgelöste, dynamische CTA eine ideale Modalität für die Endoleak-Charakterisierung mit zusätzlicher quantitativer Analyse ist. Es kann die Exposition gegenüber Strahlung und jodiertem Kontrastmaterial während der Endoleakbehandlung reduzieren, indem es Interventionen leitet.

Introduction

Die endovaskuläre Aortenaneurysmareparatur (EVAR) hat überlegene frühe Mortalitätsergebnisse gezeigt als die offene Aortenreparatur1. Der Ansatz ist weniger invasiv, kann aber aufgrund von Endoleaks, Transplantatmigration und Frakturen zu höheren mittel- bis langfristigen Reinterventionsraten führen2. Daher ist eine bessere EVAR-Überwachung entscheidend, um mittel- bis langfristig gute Ergebnisse zu erzielen.

Aktuelle Richtlinien schlagen die routinemäßige Verwendung von Duplex-Ultraschall und triphasischem CTA3 vor. Die dynamische, zeitaufgelöste Computertomographie-Angiographie (d-CTA) ist eine relativ neue Modalität für die EVAR-Überwachung4. Während der d-CTA werden mehrere Scans in verschiedenen Zeitpunkten entlang der Zeitdämpfungskurve nach der Kontrastinjektion erfasst, daher der Begriff zeitaufgelöste Bildgebung. Dieser Ansatz hat eine bessere Genauigkeit bei der Charakterisierung von Endoleaks nach EVAR gezeigt als herkömmliches CTA5. Ein Vorteil der zeitaufgelösten Akquisition ist die Möglichkeit, die Änderungen der Hounsfield-Einheit in einer ausgewählten Region of Interest (ROI)6 quantitativ zu analysieren.

Der zusätzliche Vorteil der genauen Charakterisierung von Endoleaks mit d-CTA besteht darin, dass der Scan während Interventionen für die Bildfusion verwendet werden kann, wodurch der Bedarf an weiterer diagnostischer Angiographie möglicherweise minimiert wird. Die Bildfusion ist eine Methode, bei der zuvor aufgenommene Bilder auf Echtzeit-Fluoroskopiebilder überlagert werden, um endovaskuläre Verfahren zu leiten und anschließend den Kontrastmittelverbrauch und die Strahlenbelastung zu reduzieren7,8. Die Bildfusion im hybriden Operationssaal (OR) mit einem dynamischen 3D-CTA-Scan kann durch zwei Ansätze erreicht werden: (1) 3D-3D-Bildfusion: wobei 3D-d-CTA mit intraoperativ aufgenommenen kontrastfreien Kegelstrahl-CT-Bildern verschmolzen wird, (2) 2D-3D-Bildfusion, bei der 3D-d-CTA mit biplanaren (anteroposterioren und lateralen) fluoroskopischen Bildern verschmolzen wird. Es hat sich gezeigt, dass der 2D-3D-Bildfusionsansatz die Strahlung im Vergleich zur 3D-3D-Technik signifikant senkt9.

Dieses Protokoll beschreibt die technischen und praktischen Aspekte der dynamischen CTA-Bildgebung für die Endoleak-Charakterisierung und führt einen 2D-3D-Bildfusionsansatz mit d-CTA für die intraoperative Bildführung ein.

Protocol

Dieses Protokoll folgt den ethischen Standards des nationalen Forschungsausschusses und der Helsinki-Erklärung von 1964. Dieses Protokoll ist vom Houston Methodist Research Institute genehmigt. 1. Patientenauswahl und vorherige Bildüberprüfung HINWEIS: Die dynamische CTA-Bildgebung sollte als Follow-up-Bildgebungsmodalität bei Patienten mit zunehmender Aneurysmagröße und Endoleak nach Stent-Transplantat-Implantation, persistierendem Endoleak nac…

Representative Results

Der dynamische Bildgebungsablauf bei zwei Patienten wird hier veranschaulicht. Patient IEin 82-jähriger männlicher Patient mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung und Hypertonie hatte eine frühere infrarenale EVAR (2016). Im Jahr 2020 wurde der Patient von einem externen Krankenhaus für ein mögliches Typ-I- oder Typ-II-Endoleak auf Basis konventioneller CTA überwiesen. und eine zusätzliche Endoanhangsplatzierung im Jahr 2020 für Typ Ia Endoleak. Es wurde eine d…

Discussion

Dynamisches, zeitaufgelöstes CTA ist ein zusätzliches Werkzeug im Aortenbildgebungsarmarium. Diese Technik kann Endoleaks nach EVAR genau diagnostizieren, einschließlich der Identifizierung von Zufluss- / Zielgefäßen4.

CT-Scanner der dritten Generation mit bidirektionaler Tischbewegungsfunktion können einen dynamischen Erfassungsmodus mit besserer zeitlicher Abtastung entlang der Zeitdämpfungskurve bereitstellen6. Um die höchste Genauigke…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren möchten Danielle Jones (Clinical Education Specialist, Siemens Healthineers) und dem gesamten CT-Technologen-Team am Houston Methodist DeBakey Heart and Vascular Center für die Unterstützung von Bildgebungsprotokollen danken.

Materials

Siemens Artis Pheno Siemens Healthcare https://www.siemens-healthineers.com/en-us/angio/artis-interventional-angiography-systems/artis-pheno Other commercially available C-arm systems can provide image fusion too
SOMATOM Force CT-scanner Siemens Healthcare https://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography/dual-source-ct/somatom-force Any commercially available third generation CT-scanner can perform such dynamic imaging
Syngo.via Siemens Healthcare https://www.siemens-healthineers.com/en-us/medical-imaging-it/advanced-visualization-solutions/syngovia Any DICOM file viewer with 4D processing capabilities can review the acquired time-resolved images, TAC are software dependent.
Visipaque (Iodixanol) GE Healthcare #00407222317 Contrast material

References

  1. Lederle, F. A., et al. Open versus endovascular repair of abdominal aortic aneurysm. New England Journal of Medicine. 380 (22), 2126-2135 (2019).
  2. De Bruin, J. L., et al. Long-term outcome of open or endovascular repair of abdominal aortic aneurysm. New England Journal of Medicine. 362 (20), 1881-1889 (2010).
  3. Chaikof, E. L., et al. The Society for Vascular Surgery practice guidelines on the care of patients with an abdominal aortic aneurysm. Journal of Vascular Surgery. 67 (1), 2-77 (2018).
  4. Sommer, W. H., et al. Time-resolved CT angiography for the detection and classification of endoleaks. Radiology. 263 (3), 917-926 (2012).
  5. Hou, K., et al. Dynamic volumetric computed tomography angiography is a preferred method for unclassified endoleaks by conventional computed tomography angiography after endovascular aortic repair. Journal of American Heart Association. 8 (8), 012011 (2019).
  6. Berczeli, M., Lumsden, A. B., Chang, S. M., Bavare, C. S., Chinnadurai, P. Dynamic, time-resolved computed tomography angiography technique to characterize aortic endoleak type, inflow and provide guidance for targeted treatmen. Journal of Endovascular Therapy. , (2021).
  7. Hertault, A., et al. Impact of hybrid rooms with image fusion on radiation exposure during endovascular aortic repair. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 48 (4), 382-390 (2014).
  8. Maurel, B., et al. Techniques to reduce radiation and contrast volume during EVAR. Journal of Cardiovascular Surgery (Torino). 55 (2), 123-131 (2014).
  9. Schulz, C. J., Bockler, D., Krisam, J., Geisbusch, P. Two-dimensional-three-dimensional registration for fusion imaging is noninferior to three-dimensional- three-dimensional registration in infrarenal endovascular aneurysm repair. Journal of Vascular Surgery. 70 (6), 2005-2013 (2019).
  10. Madigan, M. C., Singh, M. J., Chaer, R. A., Al-Khoury, G. E., Makaroun, M. S. Occult type I or III endoleaks are a common cause of failure of type II endoleak treatment after endovascular aortic repair. Journal of Vascular Surgery. 69 (2), 432-439 (2019).
  11. Koike, Y., et al. Dynamic volumetric CT angiography for the detection and classification of endoleaks: application of cine imaging using a 320-row CT scanner with 16-cm detectors. Journal of Vascular and Interventional Radiology. 25 (8), 1172-1180 (2014).
  12. Macari, M., et al. Abdominal aortic aneurysm: Can the arterial phase at CT evaluation after endovascular repair be eliminated to reduce radiation dose. Radiology. 241 (3), 908-914 (2006).
  13. Brambilla, M., et al. Cumulative radiation dose and radiation risk from medical imaging in patients subjected to endovascular aortic aneurysm repair. La Radiologica Medica. 120 (6), 563-570 (2015).
  14. Buffa, V., et al. Dual-source dual-energy CT: dose reduction after endovascular abdominal aortic aneurysm repair. La Radiologica Medica. 119 (12), 934-941 (2014).
  15. Apfaltrer, G., et al. Quantitative analysis of dynamic computed tomography angiography for the detection of endoleaks after abdominal aorta aneurysm endovascular repair: A feasibility study. PLoS One. 16 (1), 0245134 (2021).
  16. Kinner, S., et al. Dynamic MR angiography in acute aortic dissection. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 42 (2), 505-514 (2015).
  17. Buls, N., et al. Improving the diagnosis of peripheral arterial disease in below-the-knee arteries by adding time-resolved CT scan series to conventional run-off CT angiography. First experience with a 256-slice CT scanner. European Journal of Radiology. 110, 136-141 (2019).
  18. Grossberg, J. A., Howard, B. M., Saindane, A. M. The use of contrast-enhanced, time-resolved magnetic resonance angiography in cerebrovascular pathology. Neurosurgical Focus. 47 (6), 3 (2019).
check_url/62958?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Berczeli, M., Chinnadurai, P., Chang, S. M., Lumsden, A. B. Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging. J. Vis. Exp. (178), e62958, doi:10.3791/62958 (2021).

View Video