Rofo 2014; 186 - VO406_2
DOI: 10.1055/s-0034-1372789

Entwicklung der 4D (3D + Zeit) Interventionsführung mittels Kegelstrahl-CT für Organbereiche mit physiologischer Bewegung

R Kueres 1, B Flach 2, J Kuntz 2, HP Schlemmer 3, M Kachelrieß 1, S Bartling 3
  • 1Deutsches Krebsforschungszentrum, Medizinische Physik in der Radiologie, Heidelberg
  • 2Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Medizinische Physik, Erlangen
  • 3Deutsches Krebsforschungszentrum, Radiologie, Heidelberg

Zielsetzung:

Die Möglichkeit einer 4D Interventionsführung ist für Organbereiche ohne physiologische Bewegungen vor kurzem gezeigt worden. Das Dosisniveau ist dabei vergleichbar zu dem der Röntgenfluoroskopie. Ziel dieser Arbeit ist es, die Möglichkeiten einer 4D Interventionsführung auch für Organbereiche mit physiologischer Bewegung aufzuzeigen.

Material und Methodik:

Der entwickelte Compressed Sensing Algorithmus verwendet als Vorwissen eine möglichst voll abgetastete Prior-Rekonstruktion. Diese wird mit kontinuierlichen Update-Scans niedriger Dosis aktualisiert. Mathematische Simulationen physiologischer Bewegungen wie Herzschlag und Atmung an einem FORBILD Thorax-Phantom wurden erstellt. Scans an einem Bewegungs-Phantom und in-vivo Experimente an Schweinen wurden durchgeführt. Für die Datenakquisition wurde ein Kegelstrahl-CT-Scanner auf einer kontinuierlich rotierenden Gantry verwendet. Verschiedene Kombinationen von Prior- und Update-Rekonstruktionen mit und ohne Gating wurden evaluiert und hinsichtlich Datenakquisition, zeitlicher Auflösung und Bildqualität analysiert.

Ergebnisse:

Mit einem Gating der Update-Scans konnte das Interventionsmaterial nach Rekonstruktion ohne Bewegungsunschärfe dargestellt werden, während ein Gating der Prior-Scans die Darstellung der Anatomie begünstigte. Die beste Bildqualität wurde mit einem Gating in Prior- und Update-Rekonstruktion erzielt. Beim Gating der Update-Scans mussten Einschränkungen bezüglich der zeitlichen Auflösung zur Aktualisierung des Volumens hingenommen werden. Im Gegenzug ermöglichten die Update-Scans ohne Gating eine grobe Lokalisierung des Interventionsmaterials im Volumen.

Schlussfolgerungen:

Alle untersuchten Gating-Methoden lieferten nützliche Informationen zur Aktualisierung der Volumina während der Intervention. Die einzelnen Kombinationen stellten hierbei unterschiedliche Anforderungen an die Datenakquisition und eignen sich für verschiedene medizinische Anwendungen der 4D Interventionsführung (z.B. bei Lungengefäßembolisationen oder Herzkatheteranwendungen).

E-Mail: rolf.kueres@dkfz.de