Dual-Energy CT Angiography of the Lung in Patients with Suspected Pulmonary Embolism: Initial Results

Zusammenfassung

Machbarkeitsstudie zur Dual-Energy-CT-Angiografie (CTA) der Lunge bei Patienten mit Verdacht auf Lungenembolie. 24 Patienten mit Verdacht auf Lungenembolie wurden mit einer Dual-Energy-CTA (A-System: 140 kV/ 65 mAsref, B-System: 80 kV/ 190 mAsref) an einem Dual-Source-CT untersucht. Mittels einer speziellen Dual-Energy-Software wurden Voxel, die sowohl Luft und Jod enthielten, in farbkodierten Perfusionskarten visualisiert. Auf den Perfusionskarten wurden Perfusionsdefekte als mit einer Lungenembolie vereinbar oder nicht vereinbar durch 2 geblindete Radiologen klassifiziert. Die Bildqualität der Perfusionskarten wurde anhand einer 5-Punkte-Skala bewertet (1: exzellent, 5: ungenügend). Als Goldstandard für die Diagnose einer Lungenembolie diente die Auswertung der CTA durch einen dritten unabhängigen Radiologen. In allen Patienten mit Lungenembolie (n = 4) wurden mit einer Lungenembolie vereinbare Perfusionsdefekte in den von der Lungenembolie betroffenen Lungenabschnitten identifiziert. In den Patienten ohne Lungenembolie wurde von keinem der Auswerter als mit einer Lungenembolie vereinbare Perfusionsdefekte identifiziert. Daher betrug für beide Auswerter die patientenbasierte Sensitivität und Spezifität für die Diagnose einer Lungenembolie 100 %. Segmentbasiert betrug die Sensitivität und Spezifität zwischen 60 – 66,7 % und 99,5 – 99,8 %. Die Übereinstimmung zwischen beiden Auswertern war gut (k = 0,81). Perfusionsdefekte, die nicht als mit einer Lungenembolie vereinbar klassifiziert wurden, wurden am häufigsten durch Streifenartefakte durch dichtes Kontrastmittel in den großen thorakalen Gefäßen hervorgerufen. Der mediane Score der Bildqualität der Perfusionskarten betrug 2. Zusammenfassend erlaubt die Dual-energy-CTA der Lunge die Visualisierung von durch eine Lungenembolie hervorgerufenen Perfusionsdefekten. Zur Reduzierung von Artefakten durch dichtes Kontrastmittel ist eine Optimierung des Injektionsprotokolls erforderlich.

Abstract

To evaluate the feasibility of dual-energy CT angiography (CTA) of the lung in patients with suspected pulmonary embolism (PE). 24 patients with suspected PE were examined with a single-acquisition, dual-energy CTA protocol (A-system: 140 kV/ 65 mAsref, B-system: 80 kV/ 190 mAsref) on a dual-source CT system. Lung perfusion was visualized by color-coding voxels containing iodine and air using dedicated dual-energy post-processing software. Perfusion defects were classified by two blinded radiologists as being consistent or non-consistent with PE. Subjective image quality of perfusion maps and CTA was rated using a 5-point scale (1: excellent, 5: poor). The reading of a third independent radiologist served as the standard of reference for the diagnosis of PE. In all patients with PE (n = 4), perfusion defects classified as being consistent with PE were identified in lung areas affected by PE. Both readers did not record perfusion defects classified as being consistent with PE in any of the patients without PE. Thus, on a per patient basis the sensitivity and specificity for the assessment of PE was 100 % for both readers. On a per segment basis the sensitivity and specificity ranged between 60 – 66.7 % and 99.5 – 99.8 %. The interobserver agreement was good (k = 0.81). Perfusion defects rated as non-consistent with PE were most frequently caused by streak artifacts from dense contrast material in the great thoracic vessels. The median score of the image quality of both the perfusion maps and CTA was 2. In conclusion, dual-energy CTA of pulmonary embolism is feasible and allows the assessment of perfusion defects caused by pulmonary embolism. Further optimization of the injection protocol is required to reduce artifacts from dense contrast material.

Key words

thorax - embolism/thrombosis - CT angiography - perfusion - dual-energy

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