Методическая статья

Динамическая компьютерная томографическая ангиография с временным разрешением для характеристики эндоутечек аорты и руководства по лечению с помощью 2D-3D Fusion-Imaging

DOI:

10.3791/62958

⸱

9 декабря 2021 г.

 ,  ,  , 
1Department of Cardiovascular Surgery, Houston Methodist Hospital, 2Department of Vascular and Endovascular Surgery, Semmelweis University, 3Advanced Therapies, Siemens Medical Solutions USA Inc., 4Department of Cardiology, Houston Methodist Hospital

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Динамическая компьютерная томографическая ангиография (КТА) обеспечивает дополнительную диагностическую ценность в характеристике эндоутечек аорты. Этот протокол описывает качественный и количественный подход с использованием анализа кривой замедления времени для характеристики эндоутечек. Метод интеграции динамической визуализации CTA с рентгеноскопией с использованием слияния изображений 2D-3D проиллюстрирован для лучшего управления изображением во время лечения.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В Соединенных Штатах более 80% всех аневризм брюшной аорты лечатся эндоваскулярным восстановлением аневризмы аорты (EVAR). Эндоваскулярный подход гарантирует хорошие ранние результаты, но адекватная последующая визуализация после EVAR необходима для поддержания долгосрочных положительных результатов. Потенциальными осложнениями, связанными с трансплантатом, являются миграция трансплантата, инфекция, фракция и эндоутечки, причем последний из них является наиболее распространенным. Наиболее часто используемой визуализацией после EVAR является компьютерная томографическая ангиография (CTA) и дуплексное ультразвуковое исследование. Динамическая компьютерная томография с временным разрешением (d-CTA) является достаточно новым методом для характеристики эндоутечек. Несколько сканирований выполняются последовательно вокруг эндотрансплантата во время приобретения, что обеспечивает хорошую визуализацию контрастного прохода и осложнений, связанных с трансплантатом. Эта высокая диагностическая точность d-CTA может быть реализована в терапии путем слияния изображений и снижения дополнительного воздействия излучения и контрастных веществ.

Этот протокол описывает технические аспекты этой модальности: выбор пациента, предварительный обзор изображений, получение d-CTA сканирования, обработка изображений, качественная и количественная характеристика эндолеака. Также демонстрируются этапы интеграции динамической КТА во внутриоперационную рентгеноскопию с использованием 2D-3D-термоядерной визуализации для облегчения целенаправленной эмболизации. В заключение, динамический CTA с временным разрешением является идеальной модальностью для характеристики эндолеака с дополнительным количественным анализом. Он может уменьшить воздействие радиации и йодированного контрастного вещества во время эндолеакальной обработки путем направляющих вмешательств.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эндоваскулярное восстановление аневризмы аорты (EVAR) показало более высокие результаты ранней смертности, чем открытое восстановление аорты1. Этот подход менее инвазивный, но может привести к более высоким средне- и долгосрочным показателям повторного вмешательства из-за эндоутечек, миграции трансплантатов, переломов2. Следовательно, улучшение эпиднадзора EVAR имеет решающее значение для достижения хороших среднесрочных и долгосрочных результатов.

Текущие рекомендации предполагают рутинное использование дуплексного ультразвука и трехфазного CTA3. Динамическая компьютерная томография с временным разрешением (d-CTA) является относительно новым методом, используемым для эпиднадзора EVAR4. Во время d-CTA несколько сканирований получаются в разных временных точках вдоль кривой замедления времени после инъекции контраста, отсюда и термин «визуализация с временным разрешением». Этот подход показал лучшую точность в характеристике эндоутечек после EVAR, чем обычный CTA5. Преимуществом приобретения с временным разрешением является возможность количественного анализа изменений подразделения Хаунсфилда в выбранном интересующем регионе (ROI)6.

Дополнительным преимуществом точной характеристики эндоутечек с помощью d-CTA является то, что сканирование может использоваться для слияния изображений во время вмешательств, потенциально сводя к минимуму необходимость в дальнейшей диагностической ангиографии. Слияние изображений - это метод, когда ранее полученные изображения накладываются на изображения рентгеноскопии в режиме реального времени для руководства эндоваскулярными процедурами и последующего снижения потребления контрастных веществ и радиационного облучения7,8. Слияние изображений в гибридной операционной (OR) с использованием 3D-динамического сканирования CTA может быть достигнуто двумя подходами: (1) слияние изображений 3D-3D: где 3D d-CTA сливается с интраоперационно полученными неконтрастными конусно-лучевыми КТ-изображениями, (2) 2D-3D слияние изображений, где 3D d-CTA сливается с бипланарными (переднезадними и боковыми) флюороскопическими изображениями. Было показано, что подход к слиянию изображений 2D-3D значительно снижает излучение по сравнению с техникой 3D-3D9.

Этот протокол описывает технические и практические аспекты динамической визуализации CTA для определения характеристик эндолеака и вводит подход слияния изображений 2D-3D с d-CTA для интраоперационного управления изображением.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот протокол соответствует этическим стандартам национального исследовательского комитета и Хельсинкской декларации 1964 года. Этот протокол одобрен Хьюстонским методистским научно-исследовательским институтом.

1. Выбор пациента и предварительный обзор изображений

ПРИМЕЧАНИЕ: Динамическую визуализацию CTA следует рассматривать как метод последующей визуализации у пациентов с увеличением размера аневризмы и эндолеака после имплантации стент-трансплантата, стойкого эндолеака после вмешательств или у пациентов с увеличением размера аневризмы без очевидного эндолеака. Как и обычная компьютерная томография, этот метод включает йодированную контрастную инъекцию, которая может быть относительно противопоказана пациентам с тяжелой почечной недостаточностью.

  1. Прежде чем начать фактическое сканирование, просмотрите предыдущие исследования визуализации на наличие эндолеакального и стент-трансплантатного типа.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Это может предоставить информацию для определения диапазона сканирования и временного распределения во время получения изображения. Наиболее распространенной визуализацией является обычное сканирование CTA с би-(неконтрастным сканированием и артериальным сканированием) или трехфазным (неконтрастное сканирование, артериальное сканирование и замедленное сканирование).

2. Получение изображений d-CTA

  1. Расположите пациента в положении лежа на спине на столе КТ-сканера.
  2. Получите периферический венозный доступ.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что доступ получен путем визуализации венозного обратного кровотечения.
  3. Выполните получение топограммы и неконтрастной компьютерной томографии с помощью tin filter Sn-100 (см. Таблицу материалов) для уменьшения радиационного облучения и выбора интересующей области при сканировании d-CTA.
    ПРИМЕЧАНИЕ: После неконтрастного сканирования будет видно местоположение эндотрансплантата. Поместите интересующую область чуть выше эндотрансплантата.
  4. Выполните временный болюс6 , чтобы проверить время прибытия контраста, поместив интересующую область над стент-трансплантатом в брюшной аорте.
    1. Вводят 10-20 мл контраста (см. Таблицу материалов) через периферический венозный доступ с последующим впрыском 50 мл физиологического раствора со скоростью потока 3,5-4 мл/мин. Получите временное болюсное сканирование.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Приход контраста регистрируется компьютерным томографом (см. Таблицу материалов) на основе изменения блока Хаунсфилда внутри аорты6.
  5. Выбрав пункт меню DynMulti4D во всплывающем окне «Время цикла», спланируйте распределение и количество сканирований на основе времени прибытия контраста из болюса синхронизации и результатов предыдущих исследований изображений.
    ПРИМЕЧАНИЕ: При подозрении на эндолеак типа I выполните больше сканирований на ранней фазе кривой усиления контраста, которая задается временным болюсом. При подозрении на эндолеак типа II выполните дополнительные сканирования на более поздней фазе.
    1. Для эндолеака типа I включите больше сканирований во время более ранней фазы кривой замедления времени (сканирование каждые 1,5 с в начале, а затем каждые 3-4 с).
    2. Для эндолеаков типа II, которые появляются позже, включите больше сканирований на более поздней фазе кривой замедления времени.
    3. Если предварительные исследования визуализации недоступны, распределите сканы поровну вокруг пика кривой замедления времени.
  6. Оптимизируйте параметры визуализации, включая кВ, диапазон сканирования и т. Д., Чтобы уменьшить радиационное воздействие. Используйте настройки, приведенные в таблице 1 , для получения динамического сканирования с помощью компьютерного томографа (см. Таблицу материалов), используемого в данной работе.
  7. Инъекция контраста для получения d-CTA: 70-80 мл контрастного вещества, а затем 100 мл инъекций физиологического раствора со скоростью потока 3,5-4 мл / мин через периферийный доступ.
  8. Начните сбор изображений d-CTA, используя время задержки на основе болюса синхронизации, описанного в шаге 2.4. Задержка дыхания во время съемки не требуется, учитывая, что продолжительность получения изображения d-CTA колеблется в пределах 30-40 с.
  9. Отправляйте полученные, реконструированные изображения в Систему архивирования и передачи изображений (PACS) для качественного и количественного обзора ангиографических изображений с временным разрешением. Для этого выберите изображение данных и выполните щелчок мышью в левом нижнем углу программного обеспечения.

3. Динамический анализ изображений CTA

  1. Откройте программное обеспечение (см. Таблица материалов) для чтения изображения. Найдите имя пациента или идентификационный номер, чтобы найти полученные изображения. Выберите полученные изображения d-CTA и обработайте их с помощью динамического рабочего процесса КТ ангио .
    ПРИМЕЧАНИЕ: Макет показан на рисунке 1.
  2. Минимизируйте артефакты движения дыхательных путей между изображениями d-CTA, выбрав пункт меню коррекции движения «Выравнивание тела » специального программного обеспечения (рисунок 1).
  3. Качественный анализ: Проверьте осевые срезы изображений КТ, когда происходит максимальное помутнение аорты, чтобы интерпретировать любой очевидный эндолеак.
    1. Затем анализ сканов в режиме многопланарной реконструкции; при подозрении на эндолеак сосредоточьтесь на эндолеаке и используйте шкалу времени, показанную на рисунке 1 , чтобы просмотреть изображения с временным разрешением и сделать вывод об источнике эндолеака.
  4. Количественный анализ: Нажмите на функцию кривой замедления времени (TAC), показанную на рисунке 1. Выберите область над стент-трансплантатом (ROIaorta) и нарисуйте круг с помощью функции TAC, затем выберите область endoleak (ROIendoleak) и нарисуйте круг там же.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Целевые сосуды могут быть выбраны (ROItarget) для определения роли сосуда для эндолеака (приток или отток).
    1. Проанализируйте приобретенный TAC (рисунок 2) для определения эндолеаковых характеристик. Вычтите время до пикового значения эндолеака из кривых ROI аорты, чтобы получить время Δ до пикового значения. Это значение можно использовать для анализа эндолеаков6.
  5. После качественного и количественного анализа сделать вывод о типе и источнике эндолеака.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Эндоутеки типа I проявляются как параллельное контрастное усиление рядом с трансплантатом, обычно из-за недостаточной зоны уплотнения и имеют более короткую разницу во времени между кривыми усиления аорты и эндолека (Δ времени до пикового значения) между roI аорты и эндолеакса. Эндоутеки типа II связаны с приточным сосудом с ретроградным заполнением через коллатераль и имеют длительное время Δ до пикового значения между аортальной и эндолеакальной окупаемостью. Исходя из опыта, значение Δ времени до пика выше 4 с не регистрировалось для эндоутечек типа I.

4. Интраоперационное руководство слиянием изображений

  1. Расположите пациента лежа на столе гибридной операционной (ОР).
  2. Загрузите выбранное динамическое сканирование CTA, которое имеет наилучшую видимость эндолеака в гибридной рабочей станции OR. Вручную аннотируйте критические ориентиры на сканировании: почечные артерии, остия внутренних подвздошных артерий, эндолеакальная полость, поясничная артерия (артерии) или нижняя брыжеечная артерия.
  3. Выберите слияние 2D-3D изображений на рабочей станции и получите переднезаднее и косое флюороскопическое изображение пациента с помощью рабочего процесса слияния 2D-3D изображений. Для этого переместите C-образный кронштейн на требуемый угол (углы) с помощью джойстика на рабочем столе и нажмите на педаль сбора CINE.
  4. Электронное выравнивание стент-трансплантата маркерами из 3D-динамического сканирования CTA с флюороскопическими изображениями с использованием автоматической регистрации изображений с последующей ручной доработкой при необходимости (рисунок 3) на рабочей станции 3D-постобработки (перетащите одно изображение для ручного выравнивания). Проверьте и примите 2D-3D Image Fusion и наложите маркеры из d-CTA на 2D-флюороскопическое изображение в реальном времени (рисунок 4).
  5. Выполните эмболизацию эндолеака, используя наложенные маркеры из d-CTA в качестве руководства.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Динамический рабочий процесс визуализации у двух пациентов проиллюстрирован здесь.

Пациент I
82-летний пациент мужского пола с хронической обструктивной болезнью легких и гипертонией имел предыдущий инфраренальный EVAR (2016). В 2020 году пациент был направлен из внешней больницы на возможный эндолеак типа I или типа II на основе обычного CTA. и дополнительное размещение эндоанхора в 2020 году для эндолеака типа Ia. Была выполнена динамическая CTA, которая диагностировала э...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Динамическая CTA с временным разрешением является дополнительным инструментом в арсенале визуализации аорты. Этот метод позволяет точно диагностировать эндоутеки после EVAR, включая идентификацию притока/целевых сосудов4.

Компьютерные томографы третьего поколения с возможностью двунаправленного перемещения стола могут обеспечить динамический режим съемки с лучшей временной выборкой по кривой замедления времени6. Для достижения наивысшей точности ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ABL получает исследовательскую поддержку от Siemens Medical Solutions США Inc., Малверн, штат Пенсильвания. ПК является старшим научным сотрудником в Siemens Medical Solutions США Inc., Малверн, штат Пенсильвания. Мартон Берчели поддерживается стипендией Университета Земмельвайса: «Kiegészítő Kutatási Kiválósági Ösztöndíj» EFOP-3.6.3- VEKOP-16-2017-00009.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы хотели бы поблагодарить Даниэль Джонс (специалист по клиническому образованию, Siemens Healthineers) и всю команду технологов КТ в Хьюстонском методистском центре сердца и сосудов DeBakey за поддержку протоколов визуализации.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Siemens Artis PhenoSiemens Healthcarehttps://www.siemens-healthineers.com/en-us/angio/artis-interventional-angiography-systems/artis-phenoдругие коммерчески доступные системы С-дуги также могут обеспечить слияние изображений
SOMATOM Force CT-scannerSiemens Healthcarehttps://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography/dual-source-ct/somatom-forceЛюбой коммерчески доступный компьютерный томограф третьего поколения может выполнять такую динамическую визуализацию
Syngo.viaSiemens Healthcarehttps://www.siemens-healthineers.com/en-us/medical-imaging-it/advanced-visualization-solutions/syngoviaЛюбой просмотрщик файлов DICOM с возможностями обработки 4D может просматривать полученные изображения с временным разрешением, TAC зависят от программного обеспечения.
Visipaque (Iodixanol)GE Healthcare#00407222317Контрастное вещество

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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), Suppl 1 123-131 (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).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Dynamic CT AngiographyAortic EndoleaksEndovascular Aneurysm Repair2D 3D Image FusionTime Attenuation CurveStent Graft ImagingQuantitative Endoleak AnalysisFluoroscopic Image FusionRadiation Dose ReductionContrast Material Reduction

Похожие статьи