Die Rolle von mittels „Virtual Non Calcium“ errechneten Dual-Energy-CTs zur Beurteilung des Knochenmarks in der klinischen Routine onkologischer Patienten

Die Dual-Energy-Computertomografie (DECT) ist mittlerweile eine weitläufig angewandte Alternative zur Single-Energy-Computertomografie (SECT), da sie einige Vorteile bietet. DECT generiert Datensätze bei 2 verschiedenen Röhrenspannungen, welches durch unterschiedliche Abschwächungen im Gewebe bei hohen und niedrigen kV-Stufen eine Charakterisierung ermöglicht. Dadurch können, je nach Scannergeneration und -technik, Unterschiede zwischen 2 oder mehreren Gewebearten herausgearbeitet werden. Viele Applikationen konnten bereits erfolgreich getestet und in die klinische Routine übernommen werden. Unter anderem bewährt haben sich das Jod-Mapping für die Quantifizierung der Gewebeperfusion, die Generierung von „Virtual Non-Contrast“-Bildern aus Kontrastmittel-Datensätzen, die Beurteilung von Urat-Ablagerungen (Gicht, Nierensteine), die qualitative und quantitative Lungenperfusionsmessung, der Einsatz von monoenergetischen Bildern zur Verbesserung des Gewebekontrastes und zur Reduktion von Strahlenaufhärtungsartefakten [2] [3] [7] [8]. Jedoch ist im klinischen Setting der Hämatoonkologie eine weitere Applikation in Erscheinung getreten, welche als ein Surrogat für die sensitivere MRT in der Knochenmarkdiagnostik genutzt werden kann. Durch die Möglichkeit der „Knochenentfernung“ und damit einhergehende Generierung von „Virtual Non-Calcium“-Datensätzen (VNCa) wird die Schwäche der schlechten Knochenmarkdarstellung in der klassischen CT übergangen [4] [10]. Aktuelle DECT- Installationen erlauben die 3-Material-Trennung unter der Annahme bestimmter Randbedingungen, wie der Volumen- oder der Massenkonstanz [6]. Die größte Herausforderung bei der Knochenmarkbildgebung stellt die dichte Trabekelstruktur der spongiösen Knochen dar, welche vornehmlich im oberen Achsenskelett, im Schädel und Becken vorzufinden ist. Dem steht in der klinischen Routine ausgerechnet in diesen Körperregionen das größte klinische Interesse gegenüber, da insbesondere hämatoonkologische Erkrankungen an Stellen mit hämatopoetischen Stammzellreserven (rotes Knochenmark) zuerst aktiv werden. Durch die Entfernung von Kalzium aus dem spongiösen Knochen lässt sich eine Differenzierung zwischen fetthaltigen (gelbes Knochenmark) und nichtfetthaltigen Markräumen (Mischung aus rotem Knochenmark und anderen Zelltypen, welche unter anderem die Markräume infiltrieren) erzielen. Allerdings sind dieser Technik auch Grenzen gesetzt, welche überwiegend Methoden-inhärent sind. Die Quantifizierung der Knochenmarkabschwächung sollte idealerweise im nativen Datensatz erfolgen, sodass keine vaskularisationsbedingten (jodhaltiges Kontrastmittel) Einflüsse stattfinden, wie es der Fall in den hier präsentierten Bildbeispielen ist. Die Höhe der angewandten Röhrenspannung und Dosis (kV, mAs) hat ebenfalls einen Einfluss auf die Bildqualität, da es bei Niedrigdosisprotokollen zu einer Artefaktbildung (z. B. in der HWS/obere BWS) aufgrund höherer Strahlenabschwächung durch die Schulter-Gürtel-Partie kommen kann. Schließlich ist die Größe der generierten Farbvoxel ein weiterer Grund für die niedrige räumliche Auflösung gegenüber der MRT. Nicht zuletzt liegt es auch an den doch manchmal viel zu niedrigen Dichteunterschieden im Gewebe, dass man Läsionen erst ab einer Größe > 1 cm Durchmesser visualisieren kann. Die hier dargestellten Aufnahmen wurden in DE-Technik mit einer Röhrenspannung von 100kVp und Sn140kVp und einem Röhrenstrom-Zeitprodukt von 160 mAs (100kVp) und 139 mAs (Sn140kVp) unter Nutzung eines Konvolutionskernels Q40 f. aufgenommen und mittels einer DE-Software („syngo.CE DE Bone Marrow“) nachbearbeitet.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
17. Juni 2021

• Literatur

• 1 Abdullayev N, Große Hokamp N, Lennartz S. et al Improvements of diagnostic accuracy and visualization of vertebral metastasis using multi-level virtual non-calcium reconstructions from dual-layer spectral detector computed tomography. European radiology 2019; 29: 5941-5949 DOI: 10.1007/s00330-019-06233-5.
• 2 de Cecco CN, Darnell A, Rengo M. et al Dual-energy CT: oncologic applications. Am J Roentgenol. American journal of roentgenology 2012; 199 (Suppl. 05) S98-S105 DOI: 10.2214/AJR.12.9207.
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• 5 Kosmala A, Weng AM, Krauss B. et al Dual-energy CT of the bone marrow in multiple myeloma: diagnostic accuracy for quantitative differentiation of infiltration patterns. European radiology 2018; 28: 5083-5090 DOI: 10.1007/s00330-018-5537-5.
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• 7 McCollough CH, Leng S, Yu L. et al Dual- and Multi-Energy CT: Principles, Technical Approaches, and Clinical Applications. Radiology 2015; 276: 637-653 DOI: 10.1148/radiol.2015142631.
• 8 Nicolaou S, Liang T, Murphy DT. et al Dual-energy CT: a promising new technique for assessment of the musculoskeletal system. Am J Roentgenol. American journal of roentgenology 2012; 199 (Suppl. 05) S78-S86 DOI: 10.2214/AJR.12.9117.
• 9 Ricci C, Cova M, Kang YS. et al Normal age-related patterns of cellular and fatty bone marrow distribution in the axial skeleton: MR imaging study. Radiology 1990; 177: 83-88 DOI: 10.1148/radiology.177.1.2399343.
• 10 Thomas C, Schabel C, Krauss B. et al Dual-energy CT: virtual calcium subtraction for assessment of bone marrow involvement of the spine in multiple myeloma. Am J Roentgenol. American journal of roentgenology 2015; 204: W324-W331 DOI: 10.2214/AJR.14.12613.