Die Flachdetektor-Bildgebung macht sich das hohe Auflösungsvermögen von Angiographie-Anlagen der neuesten Generation zu Nutze und bietet eine exakte Visualisierung v.a. von Gefäßstrukturen. Diese Technologie wird dabei nicht nur für die Diagnostik eingesetzt, sondern ist gleichzeitig Grundlage für eine hochpräzise minimal-invasive Therapie von neurovaskulären Erkrankungen. Ziel unserer Flachdetektor-Forschung in Kooperation mit Siemens Healthineers und unseren klinischen Partnern der Neurologie und Neurochirurgie ist eine weitere Optimierung der Flachdetektor-Volumen-CT und die Überführung unserer Forschungsergebnisse in verbesserte Flachdetektorapplikationen zur Anwendung am Patienten.
4D DSA
Innovative Bildgebungsverfahren wie die zeitaufgelöste 3D-Rotationsangiographie (s.g. 4D DSA) ermöglichen eine zeitaufgelöste 3D-Darstellung neurovaskulärer Pathologien („any view at any time“). Bei der 4D DSA werden die Vorteile konventioneller 2D-Angiographie-Serien (hohe zeitliche Auflösung) mit den Vorteilen der 3D-Rotationsangiographie (präzise 3D-Visualisierung) kombiniert. Somit kann die 4D DSA nicht nur unser Verständnis komplexer Gefäßerkrankungen (z.B. Angiome, durale AV-Fisteln, etc.) erleichtern, sondern auch deren Therapie verbessern. Weiterhin kann die 4D DSA ohne gesteigerten Nachverarbeitungsaufwand durch ihren hohen Informationsgehalt zu einer signifikanten Kontrastmittel- und Dosisersparnis beitragen. Die 4D DSA ist ein herausragendes Beispiel für translationale Forschung: Die stetige Verbesserung zunächst mehrerer Prototypen führte schließlich zu einer klinischen Implementierung der Applikation in die klinische Routine.
Flachdetektor-Perfusionsbildgebung
Schnellere Rotationszeiten des C-Bogens hochmoderner Angiographie-Anlagen und innovative Algorithmen zur Bildnachverarbeitung ermöglichen eine Darstellung des Blutflusses auf kapillärer bzw. parenchymaler Ebene und somit eine Berechnung der Hirndurchblutung. Dies bildet die Basis für eine Optimierung des Workflows beim akuten Schlaganfall und eine Verbesserung der Patientenversorgung. Bei diesem „One-Stop-Shopping“ genannten Algorithmus kann die gesamte bildgebende Diagnostik direkt an der Angiographie-Anlage erfolgen und eine unmittelbare patientenindividualisierte Therapieentscheidung ermöglicht werden. So können Patientinnen und Patienten viel schneller von einer interventionellen Schlaganfalltherapie (Thrombektomie) profitieren.
Ziel unserer Forschung in Kooperation mit Siemens Healthineers ist eine weitere Optimierung der Flachdetektor-Perfusionsbildgebung. Dabei möchten wir eine Translation unserer Forschungsergebnisse in die klinische Routine stetig fortsetzen, um das Outcome von Schlaganfallpatientinnen und Schlaganfallpatienten weiter zu verbessern („time is brain“).
Dosisersparnis durch Artificial Intelligence (AI)
Die 3D-Rotationsangiographie (3D DSA) ist eine essentielle Flachdetektorapplikation zur dreidimensionalen Visualisierung der Hirnarterien. Die 3D DSA hilft zum einen bei der Detektion kleinster Befunde (z.B. winzige Aneurysmata) und zum anderen bei der Analyse komplexer Gefäßerkrankungen. Die 3D DSA ist daher eine der am häufigsten durchgeführten Flachdetektorapplikationen in der interventionellen Neuroradiologie und verursacht konsekutiv auch eine signifikante Strahlendosis. Innovative, auf AI basierende Algorithmen können hier helfen, Gefäßstrukturen dreidimensional ohne Informationsverlust mit deutlich reduzierter Strahlendosis (um bis zu 50%) zu visualisieren. Ziel unserer Forschung ist hierbei v.a. die Validierung und Optimierung dieser AI-basierten Verfahren und eine Überführung unserer Forschungsergebnisse in die klinische Implementierung. Zudem sollen auch weitere Flachdetektor-Applikationen in der interventionellen Neuroradiologie von diesem AI-Algorithmus profitieren.
Reduktion von Metallartefakten
Die Flachdetektor-Bildgebung eignet sich nicht nur zur hochaufgelösten Visualisierung von Gefäßstrukturen, sondern kann auch Hochkontrastobjekte (wie z.B. Flow Diverter, Coils, etc.) exakt wiedergeben. Allerdings verursachen Metallimplantate methodenbedingt s.g. Aufhärtungsartefakte mit konsekutiv eingeschränkter Beurteilbarkeit der angrenzenden Strukturen. Hier gilt der Grundsatz, dass die Menge des implantierten Materials auch das Ausmaß der Aufhärtungsartefakte bestimmt. Innovative, Artefakt-reduzierende Algorithmen können hier helfen, die Beurteilbarkeit besonders stark betroffener Datensätze zu verbessern bzw. konkret die an das implantierte Material angrenzenden Strukturen wieder sichtbar zu machen. Ziel unserer applikationsübergreifenden Forschung ist hierbei v.a. die Validierung und Optimierung dieser Verfahren und eine Translation unserer Forschungsergebnisse in die klinische Routine.
Ansprechpartner:Dr. med. Stefan Lang, Dr. med. Philip Hölter
Auswahl Literatur:
Dörfler A., Gölitz P, Engelhorn T, Kloska S, Struffert T. Flat-Panel Computed Tomography (DYNA-CT) in Neuroradiology. From High-Resolution Imaging of Implants to One-Stop-Shopping for Acute Stroke. Clin Neuroradiol. 2015; 25: Suppl 2:291-297
Gölitz P, Struffert T, Arc Saake M, Knossalla F, Dörfler A. Intraprocedural angiographic CT as a valuable tool in the course of endovascular treatment of direct sinus cavernous fistulas. Interv Neuroradiol. 2012;18:326-332.
Struffert T, Kloska S, Engelhorn T, Deuerling-Zheng Y, Ott S, Doelken M, Saake M, Koehrmann M, Dörfler A.Optimized intravenous Flat Detector CT for non-invasive visualisation of intracranial stents: first results. Eur Radiol 2011;21:411-418
Struffert T, Deuerling-Zheng Y, Engelhorn T, Kloska S, Gölitz P, Köhrmann M, Schwab S, Strother CM, Dörfler A. Feasibility of cerebral blood volume mapping by Flat Detector Computed Tomography in the Angio Suite: first experience in patients with acute middle cerebral artery occlusions. Am J Neuroradiol. 2012;33:618-625
Struffert T, Hauer M, Banckwitz R, Köhler C, Royalty K, Dörfler A. Effective dose to patient measurements in flat-detector and multislice computed tomography:a comparison of applications in neuroradiology. Eur Radiol. 2014;24:1257-1265.
