Volumen-Perfusions-Computertomografie (VPCT): Grundlagen und klinische Anwendungen in der Leber

Einleitung

Perfusion ist definiert als Blutfluss durch ein bestimmtes Volumen pro Zeit. Diese spielt sich auf der mikrovaskulären Ebene ab und ist daher abzugrenzen vom Blutfluss, welcher sich auf die großen Gefäße bezieht. Mit der Volumen-Perfusions-Computertomografie (VPCT) lässt sich die Perfusion durch wiederholte Dichtemessungen in der Zeit vor, während und nach intravenöser Kontrastmittelapplikation objektiv quantifizieren. Die gemessene Dichte in Hounsfield-Einheiten (HU) ist dabei direkt proportional zur Kontrastmittelmenge im untersuchten Bereich, welcher sowohl den Intra- als auch den Extravasalraum umfasst. Durch Platzierung einer „region of interest“ (ROI) in der zuführenden Arterie und den Vergleich der Dichtekurven über die Zeit ist die Berechnung von verschiedenen Perfusionsparametern möglich (Petralia G et al. Radiol Med 2010; 115: 843–857).

Aufgrund ihrer dualen Blutversorgung stellt die Leber eine besondere Herausforderung für die VPCT dar. Die getrennte Berechnung der arteriellen und der portalvenösen Leberperfusion (ALP und PVP) erfolgt durch die Platzierung von ROIs in der Milz und der Pfortader, da Milz und Leber simultan über entsprechende Arterien mit Blut versorgt werden. Aus der ALP und PVP kann der hepatische Perfusionsindex berechnet werden, welcher dem arteriellen Teil der gesamten Leberdurchblutung entspricht und in der normalen Leber etwa 25 % beträgt (HPI = ALP/(ALP + PVP)). Die Quantifizierung erfolgt unter Nutzung eines doppelten „Maximum Slope“-Modells. Diese Technik ersetzt damit die früher häufig angewandte invasive, Katheter-gestützte CT-Hepaticarterioportografie, bei der aufwendige Mehrgefäßsondierungen erforderlich waren. Je nach Protokoll werden über 20 konsekutive arterielle Messungen mit hoher zeitlicher Auflösung (1–1,5 s pro Messung) durchgeführt, bei denen selbst kleinste Läsionen mit nur sekundenkurzem Kontrastmittel-Blush objektiviert werden können. Zudem werden all diese Niedrigdosis-Spiralen zu einem hochqualitativen MIP-Bild aufsummiert, welches normalen CT-Spiralen qualitativ überlegen ist und in welchem man nachträglich durch alle Zeitpunkte navigieren kann. Durch softwareseitige Anwendung von Bewegungskorrekturen und Filtern kann der Patient während der Datenakquisition frei atmen (Spira D et al. Eur J Radiol 2012; 81: 1471–1478). Die effektive Dosis für die Leberperfusionsmessung beträgt abhängig vom Protokoll durchschnittlich 7 mSv, kann bei großen Lebern allerdings auch höher liegen (Kaufmann S et al. Eur J Radiol 2015; 84: 1029–1035).

Die Berechnung oben genannter und weiterer Perfusionsparameter wie der Permeabilität (k-trans), dem Blutfluss (BF) und dem Blutvolumen (BV) ermöglicht eine genaue Charakterisierung von Leberraumforderungen. Zudem kann die VPCT zum Therapiemonitoring nach lokaler oder systemischer Therapie sowie zur Detektion von tumor- oder therapieassoziierten Komplikationen angewandt werden.