Da Krankenhäuser nach zehn Jahren ihre 64-Schicht-Computertomographen (CT) der ersten Generation ersetzen, gibt es einige Überlegungen, die Bewertungsteams anstellen sollten, wenn sie sich für Scanner der neueren Generation entscheiden. Dazu gehört vor allem die Vorstellung, dass mehr Schichten einen besseren Scanner ergeben – was laut CT-Experten nicht unbedingt der Fall ist. Bei der Betrachtung von High-Slice-Systemen müssen Kosten und Nutzen gegeneinander abgewogen werden.
„Der CT-Scanner ist ein Werkzeug, und man braucht das richtige Werkzeug für die richtige Aufgabe, also hängt es vom Krankenhaus ab und davon, wofür es eingesetzt werden soll“, so Claudio Smuclovisky, M.D, FACC, FSCCT, Direktor des South Florida Imaging Cardiovascular Institute, Holy Cross Hospital, Ft. Lauderdale, Florida, und Experte für kardiovaskuläre CT-Bildgebungssysteme.
„Die CT steht wirklich vor dem Abgrund und beginnt, ihr Wachstum zu beschleunigen“, sagte Leslee Shaw, Ph.D., FACC, FASNC, FAHA, Co-Direktorin des Emory Clinical Cardiovascular Research Institute. „Wenn Sie mit den Augen blinzeln, haben Sie mehrere sehr prominente, randomisierte Studien verpasst, die den Nutzen der CT untermauern… Wir haben mehr als nur ein hübsches Bild, wir haben ein dramatisches Wachstum bei den technischen Aspekten der CT gesehen, mit besserer Bildqualität, besserer Auflösung, und wir können immer so weitermachen.“ Sie sagte, dass all diese Aspekte besonders für die kardiovaskuläre CT-Bildgebung gelten.
Schauen Sie sich das Video „What to Consider When Comparing 64-slice to Higher Slice CT Systems“ an, ein Interview mit Claudio Smuclovisky beim SCCT 2016.
CT Coverage Area Versus Slices
Smuclovisky sagte, es gebe ein Missverständnis, dass mehr Schichten auf einem CT-Scanner bessere Bilder bedeuten. Ein besseres Maß ist die Detektorfläche, die angibt, wie viel von der Anatomie auf einmal abgebildet wird. Je mehr Bildfläche abgedeckt werden kann, desto eher müssen mehrere Bilder zusammengefügt werden, um ein ganzes Organ abzubilden. Dies kann zu Stitching-Artefakten führen und mehr Zeit für die Rekonstruktion und Überprüfung der Bilder erfordern, sagte er. Dies gilt insbesondere für Bewegungen, die durch das Herz oder die Lunge verursacht werden.
Die Abdeckung des Detektorbereichs kann zwischen Scannern mit der gleichen Anzahl von Schichten variieren, da die Größe der Detektoren bei jedem Gerät unterschiedlich ist, wie Smuclovisky erklärte. Bei 64-Scheiben-Systemen könne die Detektorabdeckung zwischen 19,5 und 40 mm (4 cm) liegen. Er sagte, dass ein System als Wide-Area-Detektor gilt, wenn es eine Abdeckung von 8 cm oder mehr hat.
Systeme mit breitem Detektor haben in der Regel eine höhere Empfindlichkeit, bieten eine bessere iterative Rekonstruktionssoftware, um sowohl den Kontrast als auch die räumliche Auflösung zu verbessern, und verfügen in der Regel über leistungsfähigere Workstations, erklärte Smuclovisky.
„Die meisten Ärzte haben keine detaillierten Kenntnisse über die Physik oder die Technologie, um die es geht. So begann vor 10 Jahren ein Slice War, weil man glaubte, dass man mit mehr Slices eine bessere Bildqualität erhält“, sagte Smuclovisky. „Aber es gibt noch andere Komponenten, wenn man eine High-End-CT-Bildgebung durchführt. Ich sage den Leuten, es ist wie bei einem Flugzeug: Damit das Flugzeug fliegt, kommt es nicht nur auf die Größe der Flügel oder des Rumpfes an, sondern auf die Summe aller seiner Komponenten. Dazu gehören auch die Triebwerke und die Erfahrung der Piloten – alles muss gut zusammenpassen und in einem Arbeitsablauf funktionieren, damit das Flugzeug fliegen kann. Es geht also nicht nur um die Schichten, sondern um viele andere Komponenten, die zu einem CT-Scanner gehören.“
CT-Rotationsgeschwindigkeit
Ein wesentliches Merkmal von Scannern ist die Rotationsgeschwindigkeit der Gantry, die sich in einer schnelleren zeitlichen Auflösung niederschlägt, um die Bewegungsunschärfe zu verringern, was besonders beim Herzen und in lungennahen Bereichen wichtig ist. Heute liegt die Rotationsgeschwindigkeit bei einigen neueren Scannern unter 300 Millisekunden, während sie bei Systemen der älteren Generation bei 400-500 lag. Smuclovisky sagte, dass die langsameren Geschwindigkeiten der älteren Systeme bedeuteten, dass selbst ein 320-Scheiben-Scanner der ersten Generation mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 500 Millisekunden nicht die bestmöglichen Bilder einfing, da es zu Unschärfen durch Bewegungen kommen konnte.
Überlegungen zu Patientenvolumen und Herz-CT
„Man sollte sich nicht nur auf die Anzahl der Schichten konzentrieren, sondern auch auf diese anderen Komponenten und den Arbeitsablauf. Die Frage sollte lauten, wie gut die Qualität der Bilder ist, und das Ziel sollte sein, 95 Prozent der Bilder für einen schnellen, effizienten Arbeitsablauf und qualitativ hochwertige Untersuchungen zu erhalten“, erklärte Smuclovisky.
Er sagte, dass 64-Scheiben-CT-Systeme zum Standard-Arbeitspferd geworden sind und einen Mindeststandard für die Durchführung kardiovaskulärer CT-Angiographien (CTA) darstellen. Die Einrichtung muss das zu erwartende Patientenaufkommen prüfen und entscheiden, ob ein 64-Scheiben-Standardsystem ausreichend ist. Wenn es sich um ein Zentrum mit höherem Patientenaufkommen handelt, könnte ein Detektor mit größerer Fläche (256-, 320-, 640-Scheiben-Scanner) besser geeignet sein, da er Patienten viel schneller scannen kann. Smuclovisky sagte jedoch, dass ein Zentrum mit einem breiteren Detektor zwar einen schnelleren Patientendurchsatz erreichen kann, der Preis dafür aber ein System ist, das deutlich mehr kostet und möglicherweise höhere Wartungskosten verursacht.
„Ich würde empfehlen, dass ein Zentrum, das nur wenige kardiale CTs durchführen möchte, ein 64-Scheiben-System mit den neuesten Technologien einsetzt“, erklärte er. „Wenn ein Zentrum jedoch ein System für viele kardiale CTs sucht und plant, die kardiale CT für sein Zentrum zu vermarkten, ist es ratsam, sich nach einem breiteren Detektor umzusehen, mit dem eine gleichbleibend hohe Bildqualität und ein effektiver Arbeitsablauf möglich sind. Letztendlich braucht man einen effizienten Arbeitsablauf, bei dem die Patienten innerhalb von 10 bis 15 Minuten behandelt werden können.“
Dosisreduzierung mit neueren CT-Systemen
Es gibt eine Reihe von Studien, die zeigen, dass die Strahlenbelastung der Bevölkerung vor allem durch den verstärkten Einsatz medizinischer Bildgebung, insbesondere der CT, rapide zunimmt. Eine Handvoll öffentlichkeitswirksamer Fälle in den Massenmedien über Strahlenvergiftungen und Verbrennungen aufgrund extrem hoher CT-Dosen haben die Dosis ebenfalls zu einem wichtigen Thema gemacht. Die Hersteller haben darauf in den letzten Jahren mit der Einführung von Technologien reagiert, die die CT-Dosis erheblich reduzieren.
„Bei keiner anderen Bildgebungstechnologie wurden so große Anstrengungen unternommen, um die CT zu einer sicheren Technologie zu machen und gleichzeitig die Bildqualität aufrechtzuerhalten“, sagte Shaw.
Herz-CT-Untersuchungen hatten in der Vergangenheit mit durchschnittlichen Dosen von 15 Millisievert (mSv) oder mehr die höchste Dosis aller durchgeführten CT-Untersuchungen. Mit den neuesten Geräten können diese Untersuchungen jetzt bei einigen Patienten mit Dosen von 1 mSv oder weniger durchgeführt werden. „Bei Patienten mit Symptomen einer Herzerkrankung halte ich es jedoch nicht für klug, die Bildqualität für die Dosis zu opfern“, sagte Smuclovisky. Unter diesem Gesichtspunkt sei es vernünftiger, durchschnittliche Dosen von unter 5 mSv zu erwarten. In seinem Zentrum liegt die durchschnittliche Dosis für Herzuntersuchungen bei etwa 3 mSv. Shaw sagte, dass der angestrebte Dosisbereich für Herz-CT mit den neuesten Scannern bei 3 mSv oder darunter liegen sollte.
„Ich denke, es ist wichtig, die Unterschiede zu verstehen und die neueren Technologien in Betracht zu ziehen, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit, um eine Bildgebung mit sehr niedriger Dosis durchzuführen“, sagte Shaw. Wenn in einem Krankenhaus viele fettleibige Patienten leben, können dosisreduzierende Technologien dazu beitragen, die CT-Dosis erheblich zu verringern. „
Shaw fügte hinzu, dass neue CT-Systeme auch ein Verkaufsargument für Patienten in der Gemeinde sein sollten, um das Krankenhaus als führend in der Bildgebungstechnologie zu präsentieren.
„Es gibt heute viele Bedenken über die übermäßige Nutzung von CT und die übermäßige Strahlenbelastung von Patienten“, sagte sie. „Die Tatsache, dass man sich um eine patientenzentrierte Bildgebung und Sicherheit bemüht und neue Technologien einsetzt, um die Strahlendosis zu verringern, kann als Marketingargument dienen und ein gutes Geschäftsargument sein. Oder man kann den Leuten sagen, dass man seine Technologie aktualisiert, um genau nach einer besseren Patientenversorgung zu suchen.“
CT-Bildauflösung verbessert sich
Smuclovisky sagte, dass detaillierte Bilder von kleineren anatomischen Strukturen von der räumlichen Auflösung des verwendeten CT-Systems abhängen. Heute liegt die räumliche Auflösung der meisten Scanner bei etwa 0,50, aber die Hersteller arbeiten an Detektor/Software-Kombinationen, um diese zu verringern. Auf dem SCCT 2016 zeigte Toshiba Bilder von einem Prototyp-Scanner, der eine räumliche Auflösung von 0,25 hat. Bei einer Auflösung von 0,50 können Radiologen zwar erkennen, dass sich ein Stent in einem Gefäß befindet, aber er ist oft sehr unscharf. Mit den 0,25-Bildern sind einzelne Stentstreben sichtbar, und ein Leser kann den verwendeten Stent des jeweiligen Herstellers erkennen und möglicherweise gebrochene Stentstreben sehen.
Die Art der iterativen Rekonstruktionssoftware ist ebenfalls wichtig. Smuclovisky zufolge kann die neueste modellbasierte iterative Rekonstruktionssoftware sowohl die räumliche Auflösung als auch den Kontrast verbessern.
Andere Überlegungen zum CT-Scanner
Smuclovisky sagte, dass auch andere Aspekte der Scanner wichtig sind, einschließlich der Empfindlichkeit der Detektoren bei der Erfassung von Photonen. Je effizienter sie sind, desto geringer ist die Dosis, die für die Erstellung von Bildern in Diagnosequalität erforderlich ist. Wichtig sei auch, wie die Bilddaten nachbearbeitet werden.
Iterative Rekonstruktionssoftware ist wichtig, um die Dosis zu senken und die Bildqualität zu verbessern, aber es ist wichtig, dass Personen, die neue Scanner evaluieren, verstehen, wie diese Software funktioniert und welche Art von iterativer Software zum Lieferumfang des CT-Scanners gehört.
Die Workstations müssen auch leistungsfähig genug sein, um die Arbeitsbelastung durch die schnelle Verarbeitung Tausender von Bildern zu bewältigen. Laut Smuclovisky stellt sich auch die Frage, ob diese Bilddaten vor Ort oder außerhalb des Standorts gelesen werden, was sich auf die Geschwindigkeit der Datenübertragung auswirken kann.