In vitro-Studie zur Untersuchung des kontrastmittel- und kalziumbedingten Absorptionsverhaltens artifizieller pulmonaler Rundherde im Zwei-Energien-Spiral-Computertomogramm

Ziel: Mittels Zwei-Energien-CT (Dual-Energy-CT=DECT) lassen sich materialabhängige Unterschiede in der Schwächung von Strahlenspektren unterschiedlicher mittlerer Photonenenergien darstellen. Da eine verstärkte Anreicherung jodhaltigen Kontrastmittels als Kriterium für die Malignität pulmonaler Rundherde gilt, war es das Ziel dieser Studie, anhand einer geeigneten Methodik die Eignung der DECT zur Differenzierung pulmonaler Rundherde nach Jodanreicherung und Gewebsqualität zu untersuchen.

Material und Methoden: Zur Simulation von Lungenrundherden wurden 0,5 bis 2cm durchmessende Zylinderabschnitte aus einer Agarose-Zucker-Matrix (30g Agarose/l) in Polystyrolschaum eingebettet und innerhalb eines Thoraxphantoms untersucht. Durch Beimischung von iodhaltigem Kontrastmittel oder Kalziumpulver wurde die Dichte der Herde um 15, 30, 45 oder 90 Hounsfield-Einheiten bei 120kV angehoben. 5 Versuchsaufbauten mit je 27 Läsionen wurde bei 80 und 140kV Röhrenspannung und 200 bzw. 50mAs in einem DS-CT untersucht (Kollimation 2×64×0,6, pitch 0,7, Schichtdicke 1mm, Inkrement 0,5, Kernel B50f). Für die semiautomatische Dichtemessung verwendeten wir ein CAD-System (LungCare, Siemens, Erlangen).

Ergebnisse: Für alle Materialkompositionen lagen die CT-Werte bei 80kV deutlich höher als bei 140kV. Hierbei erwies sich die Differenz bei den jodhaltigen Proben bereits ab einer Größe von ca. 1cm und einem Jodgehalt von +15HU (normalisiert auf 120kV) als signifikant höher im Vergleich zu Kalzium (delta-HU 26 für Jod und 22 für Kalzium; Matrix 14,2). Diese Differenz erlaubte, die kontrastierten Rundherde in der Nachbearbeitung farbig kodiert hervorzuheben.

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen an einem anthropomorphen Phantom mit realistischen Scanparametern die prinzipielle Machbarkeit der Differenzierung pulmonaler Rundherde nach Iodanreicherung mittels DECT. Die vorgestellte experimentelle Methodik dürfte geeignet sein, diverse Einflussfaktoren (Konzentrationsabhängigkeit, Dosiswerte, Herdgrößen) zu untersuchen und die Scanparameter zu optimieren.