Diagnostik der akuten Lungenembolie mittels Spiral-CT und 3D-Rekonstruktion Entwicklung eines Tiermodells und technischer Probekörper im Ex-vivo-Experiment

Zusammenfassung

Ziel: Die Entwicklung von Modellen zur Evaluierung der Spiral-CT und 3D-Rekonstruktion im Nachweis der akuten Lungenembolie (LE) im Ex-vivo-Experiment.

Material und Methoden: Standardisierte künstliche Emboli definierter Größe und Geometrie wurden in Schweinelungen eingebracht. Ausgüsse der embolisierten Gefäßbäume mit röntgenkontrastgebendem Kunstharz simulierten das CT-morphologische Vollbild einer Lungenembolie. Die Bilddaten wurden dreidimensional rekonstruiert und die Exaktheit der detektierten Emboluslokalisation durch Korrelation mit dem Originalpräparat verifiziert.

Messungen an technischen Probekörpern mit eingeschlossenen Emboli definierter Größe sollten die Messgenauigkeit der kombinierten Spiral-CT-/3D Rekonstruktion in Abhängigkeit von deren Orientierung zur z-Achse und von der Rekonstruktionstechnik (standardisiert und kontrastadaptiert) aufzeigen.

Ergebnisse: Für die Detektion und Lokalisation ergab sich eine Übereinstimmung zwischen Spiral-CT-/3D-Rekonstruktion und dem Originalpräparat von ∼ 91%. Die Messungen der technischen Probekörper ergaben deutliche Abweichungen in Abhängigkeit von der Größe, der Orientierung zur z-Achse und der Rekonstruktionstechnik. Hierbei traten Überschätzungen von bis zu 4 mm, Unterschätzungen von bis zu 2,2 mm auf. Bei Präparaten mit Höhen von 14–26 mm traten Schwankungen in einer Größenordnung von ca. ±1,5 mm (∼ 6–11%) auf.

Schlussfolgerung: Die vorgestellten Ex-vivo-Modelle sind zur Simulation der akuten Lungenembolie gut geeignet. Die Genauigkeit der Embolusdetektion wird durch Lokalisation, Größe, Orientierung und Rekonstruktionstechnik beeinflusst.

Abstract

Purpose: To develop a model for simulation the CT morphologic situation of acute pulmonary embolism, to evaluate the accuracy of spiral CT and 3D reconstruction in the detection of artificial emboli and to investigate the influence of the orientation of emboli depending on z-axis orientation.

Materials and Methods: Standardized artificial emboli made of wax and of defined size and shape were positioned into the pulmonary arteries of porcine lungs. Castings of the embolized pulmonary arterial trees were made by injection of a special opaque resin. After performance of spiral CT the data sets of the emboli and the pulmonary arteries were post-processed. The 3D segmentations were compared with the anatomic preparation to evaluate the accuracy of spiral CT/3D reconstruction-technique.

Technical specimens simulating CT-morphology of acute embolized vessels underwent spiral CT in six different positions with respect to the z-axis. The CT data were reconstructed using a standardized and a contrastadapted method with interactive correction. The 3D emboli were analysed under qualitative aspects, and measurements of their extent were done.

Results: In nearly 91%, there was complete agreement between CT and the corresponding findings at the anatomical preparation. Measurements of the 3D reconstructed technical specimens showed discrepancies of shape and size in dependence of the size of the original preparation, orientation and reconstruction technique. Overestimation up to 4 mm and underestimation to 2,2 mm were observed. Measurements of preparations with heights from 14 to 26 mm showed variances of ±1,5 mm (∼ 6–11%).

Conclusion: The presented models are suitable to simulate CT morphology of acute pulmonary embolism under ex-vivo conditions. Accuracy in the detection of artificial emboli using spiral CT/3D reconstruction is affected by localization, size and orientation of the emboli and the reconstruction technique.