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Neue technische Entwicklungen und
Verfahren in der Röntgendiagnostik
PD Dr. med. M. Cohnen
Institut für Diagnostische RadiologieUniversitätsklinikum Düsseldorf
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Gliederung
• Virtuelle Techniken– CT-Kolographie
– CT des Herzens
• Funktionelle Bildgebung/CT-Perfusion• PET-CT/Bildfusion
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Virtuelle Techniken
• Basis: CT-Datensätze ohne/mit KM-Gabe
• Berechnung von vielen (bis zu 1000!) Einzelschichten zwischen 0,75 und 3 mm Dicke (hoher Überlappungs-grad >60%)
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Virtuelle Techniken
• Rekonstruktion von zwei- oderdreidimensionalen Schichten bzw. Volumina
• Verbesserte Darstellung der Anatomie und Pathologie, anatomisch einfachere Orientierung, Erfassung von Befunden in Körperlängsachse
Neue RöV 2005 PD Cohnen
CT-Kolographie
Kooperation
• Institut für diagnostische Radiologie• Klinik für Gastroenterologie, Hepa-tologie und Infektiologie (Prof. Dr. D. Häussinger, OA Dr. C. Vogt)
• Institut für Informatik (Prof. V. Aurich, Dr. Beck)
Neue RöV 2005 PD Cohnen
CT-Kolographie
• prospektiver Vergleich:• virtuelle vs. konventionelle Koloskopie• Fenlon et al. NEJM 341:20; 1999
• Polypengröße CT Kolographie Literatur
>10 mm 91% 80% (50-100)
6-9 mm 82% 59% (22-86)1-5 mm 55% 44% (11-70)
• Spezifität 70% - 90%
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Strahlenexposition
• effektive Ganzkörperdosis eines Abdomen-CT
100 mAs 10 mAsMann 11,8 mSv 0,9 mSvFrau 12,1 mSv 1,2 mSv
• Gonadendosis beim Abdomen-CT100 mAs 10 mAs
Mann 16,9 mGy 2,1 mGyFrau 17,8 mGy 2,3 mGy
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Dosisreduktion
• Was hat eine Dosisreduktion für Auswirkungen?
• digitale Bilddaten – numerische Erfassung von Dichtewerten: Bildrauschen nimmt mit der
Quadratwurzel der mAs zu!
10 mAs100 mAs
Neue RöV 2005 PD Cohnen
ohne mit
Rauschunterdrückung
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Befunde: Polypen
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Befunde: Tumore
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Pitfall: Restflüssigkeit
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Wertigkeit
Doppel-Kontrast-
Bariumeinlauf
CT-Kolographie MR-
Kolonographie
Patienten Sens.: >90 %
Spez.: >95 %
Sens.: 87 %(51-100)
Spez.: 94 %(74-100)
Sens.: >90 %
Spez.: >90 %
Tumor/Polyp >1 cm Sens.: >85 % Sens.: 90 %(50-100) Sens.: 96%,100 %
Polypen 5-10 mm k. A. Sens.: 65 %(16-93) Sens.: 61%,96 %
Polypen <5 mm k. A. Sens.: 44 %(11-59) Sens.: 7%,33 %
aus mehreren aktuellen Studien gepoolte Datenlage
Neue RöV 2005 PD Cohnen
• Weniger diagnostische, mehr therapeutische Koloskopien
• Kombiniertes Staging (Metastasensuche) mit Darmbeurteilung (Zweittumor?)
• Untersuchung bei inkompletter Koloskopie(starke Schlingenbildung, Tumorstenose)
• Verfahren mit der höchsten Sensitivität bleibt die hohe Koloskopie
• Biopsieentnahme, Polypentfernung
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Darmkrebs ist häufig!
Nutzen Sie die Vorsorgemöglichkeiten!
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Nicht-Invasive Herzdiagnostik
• MRT: Anatomie/Morphologie (M. Uhl), Funktion, Perfusion (Infarktdiagnostik, Myokarditis), Koronar-MRA
• CT: Anatomie, Funktion, Koronar-Kalk, Koronar-CTA
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Calcium-Scoring
• Untersuchung mit EKG-Triggerung ohne KM (Subsekunden-Scan)
• Schwellwert-basierte automatische Auswertung mit Detektion aller röntgendichten Areale
• Fläche, Volumen, Calcium-Masse, Agatston-Score
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Calcium-Scoring: Auswertung
Neue RöV 2005 PD Cohnen
• Verkalkungen starker Hinweis auf angiographisch sichtbare Stenose
• Ausschluß einer Kalzifikation – hoheSicherheit frei durchgängiger Koronarien
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Kalk-Score
• <10: keine KHK• 10-99: geringe KHK• 100-399: mäßige KHK• >400: ausgeprägte KHK
• Keine sichere Vorhersage eines koronaren Ereignisses
• Nicht-kalzifizierte Plaques?• Konsequenz?
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Koronar-CTA
• Unter KM-Gabe: CTA
Neue RöV 2005 PD Cohnen
CTA des Herzens: LAD-Stenose
Neue RöV 2005 PD Cohnen
CTA des Herzens: Koronar-Bypass
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Zerebraler Insult – CT-Frühzeichen
Á Verlust der Mark/Rinden Differenzierung
Á Schwellung
Á Dichteabsenkung (> 12h)
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Grundlage
Perfusion:
KM-flutet an und ebbt ab
Schnelle Serie von Scans in einer Schicht
= Zeit - Schwächungskurven / Pixel
Zeitauflösung ¢1s
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Arterie
Sinus
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Normal und Ischämie
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Aus Einzelbildern werden „Parameter“-Maps erstellt
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Perfusion - Physiologie
Autoregulation: Weitstellung der Gefäße führt zu erhöhtem zerebralem Blutvolumen (CBV) bei normaler Blutflußge-schwindigkeit (CBF) und verlängerter Anflutungszeit (MTT)
AutoregulationOligämie(schlechte Perfusion)Ischämie(metabolischer Schaden)Nekrose(irreversibler Schaden)
MTT CBF CBV
Transit Fluß Volumen
¬ N ¬
¬¬ ® ¬ ¬
¬¬ ® ¬
¬ ® ® ® ® ®
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Rauschen
Neue RöV 2005 PD Cohnen
PET-CT / Bildfusion
Zerstörungsfreie Diagnoseverfahren an stehendenLaubbäumen
PET-CT in der Onkologie
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Positronen-Emissions-Tomographie
• Proton im Kern zerfällt in ein Neutron, Positron undNeutrino
• Positron stößt abhängig von seiner kinetischen Energie nach kurzer Strecke (bis zu 2 mm) mit einem Elektron zusammen
• Dabei Umwandlung in Energie – 2 Gammaquanten• radioaktiv markierte Substanz (Tracer: 18F-
Fluordesoxyglukose FDG als Glukose-Analogon) – Einbauin Physiologische Stoffwechselprozesse
• kaum physiologische Nebenwirkungen durch Tracer• durch die geringen Tracermengen und sehr kurzen
Halbwertszeiten von Minuten bis Stunden nur minimale radioaktive Belastung
Neue RöV 2005 PD Cohnen
• Stoffwechselprozesse (Energieverbrauch) – Zellen mit hohem Energieverbrauch haben hohe Glukoseutilisationund damit starken Verbrauch/Einbau des Tracers –„hot spot“
• geringe räumlichen Auflösung von nur 6 mm (max 2 mm)• Um die schlechte Auflösung bei PET-Bildern
auszugleichen, kann man diese mit CT- oder MRT-Aufnahmen überlagern
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Schwierigkeiten
• Positronenstrahler müssen in technisch aufwendigen Verfahren in einem Kreisbeschleuniger (Zyklotron) hergestellt werden
• sehr kurze "Halbwertszeiten" (20-120 min), rasch mit biologischer Substanz verbunden
• Ko-Registration von „echtem“ und zufälligem Positronenzerfall (Rauschen)
• Nicht nur tumoröse, sondern auch entzündete, verletzte und in Abheilung begriffene Gewebe zeigen eine Glukosemehrutilisation (erhöhte SUV)
• „Screening“ geht mit PET nicht
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Indikationen
• GIT-Tumoren (1a/b): N- und M-Staging; DD Pankras-TU vs. -itis; Therapiekontrolle und Restaging (Colorectale TU)
• Knochen-TU (1b): DD ben. vs. mal., Grading der biol. Aggressivität
• Kopf/Hals-TU (1a!): N-Staging, Rezidiv, CUP
• Lungen-TU (1a/b): DD ben. vs. mal., N-/M-Staging, Rezidiv
• HL/NHL (1a/b): Staging, Therapiekontrolle
• MMel (1a/b): N-/M-Staging (Breslow > 1,5mm oder N1), Rezidiv (T3 und T4)
• Gliome (1a!): DD Rezidiv vs. Narbe (WHO > III); Gradingder biol. Aggressivität; Auswahl des Biopsieortes; (1b): DDLymphom vs. Toxoplasmose
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Neue RöV 2005 PD Cohnen
POEMS: aktiver Lymphomherd - Punktion
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Schilddrüsen-Ca, CT negativ, pos. LK med.
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Zusammenfassung
• Bessere Auflösung und mehr Schichten erfordern ein anderes Konzept der Bildbetrachtung.
• Fragestellungen werden mit speziellen Techniken beantwortet – „Routine-“oder „Standard“-Untersuchungen reichen oft nicht mehr aus –Rückkopplung mit Radiologen notwendig.
Neue RöV 2005 PD Cohnen
Ausblick
• Moderne bildgebende Verfahren beziehen zunehmend funktionelle Aspekte in die Auswertung/ Beurteilung mit ein.
• Unter Berücksichtigung der Anatomie, Physiologie und Pathophysiologie werden bildgebende Techniken in Zukunft noch stärker vernetzt und kombiniert, um synergistische Effekte auszunutzen.
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