Hochauflösende Computertomographie
Englisch: high-resolution computed tomography
Definition
Die Hochauflösende Computertomographie, kurz HRCT, ist ein Schnittbildverfahren mit hoher Auflösung. Es basiert auf der konventionellen Computertomographie (CT), die Aufnahmeparameter werden jedoch so moduliert, dass die Bildauflösung maximal ist. Sie wird in der Regel zur Bildgebung der Lunge bei interstitiellen Lungenerkrankungen (ILD) verwendet.
siehe auch: Artikelübersicht (HRCT-Lunge)
Technik
Die HRCT wird mit einem mindestens 16-Zeilen-Computertomographen mit Subsekunden-Rotationszeit durchgeführt. Die früher übliche diskontinuierliche Datenerfassung mit Lücken zwischen den Schichten wird heute (2023) nicht mehr empfohlen. Vielmehr handelt es sich um einen dünnschichtigen Volumendatensatz in Spiraltechnik. Eine 30%ige Schichtüberlappung ist empfehlenswert. Die rekonstruierte Schichtdicke sollte maximal 1,5 mm betragen. Die Akquisitionszeit liegt bei < 10 s durch einen hohen Pitchfaktor (1,5–2).
Das HRCT wird meist in Rückenlage in tiefer Inspiration bei angehaltener Luft und in Spiraltechnik angefertigt. Zusätzlich können Exspirationsaufnahmen zur Detektion von Air Trapping durchgeführt werden. Um physiologische abhängige Atelektasen gegenüber subpleuralen Veränderungen im Rahmen einer interstitiellen Lungenerkrankung abzugrenzen, können Aufnahmen in Bauchlage notwendig sein. Während letztere persistieren, verschwinden abhängige Atelektasen in Bauchlage. Auch diese Aufnahme erfolgt meist sequentiell.
In der Regel wird die HRCT nativ durchgeführt. In Ausnahmefällen wird Kontrastmittel appliziert, zum Beispiel bei Patienten mit pulmonaler Hypertonie und Verdacht auf eine interstitielle Lungenerkrankung, zum Ausschluss einer chronisch-thromboembolischen Lungenerkrankung.
Rekonstruktion
Der Datensatz wird mit zwei verschiedenen Faltungskernen nachberechnet. Für die Beurteilung des Lungenparenchyms wird zur Optimierung der Ortsauflösung ein kantenbetonter, hoher Kernel, für die Weichteile zur Optimierung der Kontrastauflösung ein glättender, niedriger Kernel empfohlen, wenngleich eine aktuelle Studie diese Empfehlung in Frage stellt.[1] Iterative Rekonstruktionsverfahren sollen derzeit (2023) nur additiv zur Filtered-Back-Projection eingesetzt werden. Neben der axialen Orientierung werden maximal 1,5 mm dicke multiplanare Rekonstruktionen in sagittaler und koronarer Ebene angefertigt. Volumendarstellungen wie MIP (bei nodulären Veränderungen) oder MinIP (bei Mosaikmuster) sind hilfreich.
| Parameter | Empfehlung |
|---|---|
| Faltungskern | full-dose: Lungenkernel (scharf), low-dose: Kernel mit mittlerer Kantenbetonung |
| Rekonstruktionsverfahren | Filtered Back Projection, wenn verfügbar zusätzliche iterative Rekonstruktion mittlerer Stufe (v.a. bei low-dose) |
| Schichtdicke axial | < 1,5 mm |
| Überlappung der Schichten | ≥ 30 % |
| MPR koronar und sagittal | Berechnung aus Rohdatensatz mit Schichtdicke < 1,5 mm, Schichtüberlappung ≥ 30 % |
| MIP | Schichtdicke 5–10 mm, Schichtüberlappung ≥ 30 % |
| MinIP | Schichtdicke 5–10 mm, Schichtüberlappung ≥ 30 % |
| Fenstereinstellung | Fensterzentrum -450 HU (-300 bis -700 HU), Fensterbreite 1.600 HU (1.500 - 2.000 HU) |
| Parameter | Empfehlung |
|---|---|
| Faltungskern | niedrig (glättend) |
| Rekonstruktionsverfahren | Filtered Back Projection, wenn verfügbar zusätzliche iterative Rekonstruktion mittlerer Stufe (v.a. bei low-dose) |
| Schichtdicke axial | ≤ 3 mm. Zusätzlich ≤ 1,5 mm empfohlen für spätere 3D-Rekonstruktionen |
| Überlappung der Schichten | ≥ 30 % |
| MPR koronar | Berechnung aus Rohdatensatz mit Schichtdicke 3 mm, Schichtüberlappung ≥ 30 %. |
| Fenstereinstellung | Fensterzentrum 45 HU (30 bis 60 HU), Fensterbreite 400 HU (300 - 500 HU) |
Strahlendosis
Die Erstuntersuchung erfolgt in full-dose Technik. Bei jungen Patienten vor dem 40. Lebensjahr kann ein low-dose Protokoll erwogen werden. Verlaufskontrollen werden möglichst immer in low-dose Technik durchgeführt und bei Patienten vor dem 40. Lebensjahr kann eine MRT-Thorax erwogen werden.
| CTDIVOL | DLP | effektive Dosis (Konversionsfaktor 0,018 mSv/mGy x cm) |
|---|---|---|
| 10 mGy | 350 mGy x cm | < 6,6 mSv |
| CTDIVOL | DLP | effektive Dosis (Konversionsfaktor 0,018 mSv/mGy x cm) |
|---|---|---|
| 1,7 mGy | ≤ 60 mGy x cm | ≤ 1,1 mSv |
Die Wahl der Parameter bei der low-dose Technik richtet sich nach dem BMI:[2]
| Habitus | BMI | mAs | CTDIVOL | DLP | effektive Dosis |
|---|---|---|---|---|---|
| schlank | ≤ 21 | 14 | ≤ 1,2 | ≤ 43 | ≤ 0,77 |
| normal | 22 - 28 | 20 | ≤ 1,7 | ≤ 60 | ≤ 1,08 |
| kräftig | 29 - 34 | 28 | ≤ 2,4 | ≤ 85 | ≤ 1,53 |
| sehr kräftig | > 34 | 40 | ≤ 3,4 | ≤ 120 | ≤ 2,16 |
Indikationen
Die HRCT wird vor allem in der Diagnostik von Lungenerkrankungen eingesetzt. Indikationen sind u.a.:
- Verdacht auf diffuse Lungenerkrankungen:
- interstitielle Lungenerkrankungen
- zystische Lungenerkrankungen
- Lungenemphysem
- Mikronoduläre Veränderungen
- Bronchiektasen
- Verdacht auf Erkrankungen der kleinen Atemwege
- Quantifizierung und Beurteilung des Therapieansprechens bei diffusen Lungenerkrankungen
- Hilfe bei der Auswahl der optimalen Biopsiestelle bei diffuser Lungenerkrankung
Die HRCT ist nicht indiziert zur Beurteilung von fokalen Lungenerkrankungen (z.B. solitärer Lungenrundherd oder Raumforderungen). Besteht der Verdacht auf eine interstitielle Lungenerkrankung bei einem Patienten mit einem akuten Lungenprozess (z.B. Lungenödem, Pneumonie), sollte sie ebenfalls nicht eingesetzt werden.
siehe auch: Lungeninterstitium
Inspirationsaufnahme
Inspirationsaufnahmen werden in Atempause nach voller Inspiration durchgeführt. Dies führt zu einem optimalen Kontrast zwischen:
- luftgefüllten Lungenarealen und dichten Lungenstrukturen (Gefäßen, Venen, Bronchialwänden, Pleura und Lungenfissuren)
- luftgefüllten Lungenarealen und fokalen oder diffusen Lungenveränderungen
Die Trachea und die zentralen Atemwege sind maximal dilatiert und weisen eine rundliche Morphologie auf. Die Paries membranaceus tracheae ist nach dorsal gebogen. Die Lunge zeigt eine diffuse, homogene Dichteminderung in den regelrecht belüfteten Arealen. Geringe abhängige Atelektasen sind physiologisch. Die Zwerchfellkuppen sind maximal nach inferior verlagert.
Exspirationsaufnahme
Exspirationsaufnahmen werden eingesetzt, um diffuse oder fokale Atemwegsobstruktionen auszuschließen sowie bei Erkrankungen der kleinen Atemwege oder vasookklusiven Erkrankungen. Man unterscheidet:
- exspiratorisches HRCT: Aufnahme in Atempause nach Exspiration
- postexpiratorisches HRCT: Aufnahme bei vollständig forcierter Exspiration
- dynamisch-exspiratorisches HRCT: kontinuierliche Bildgebung während vollständig forcierter Ausatmung
- volumetrisch-exspiratorisches HRCT: volumetrische Erfassung mit dünner Kollimation
- spirometrisch-getriggertes exspiratorisches HRCT: Bildgebung bei vorbestimmtem Level der Ausatmung bzw. bestimmten Lungenvolumen
In Exspirationsaufnahmen weist die Trachea einen reduzierten Durchmesser auf. Durch Abflachung bzw. Vorwölbung der Paries membranaceus nimmt sie eine sichelförmige Form ein. Anterolateral bleibt die Trachea aufgrund der C-flörmigen Knorpelspangen abgerundet. Die zentralen Bronchien zeigen ebenfalls eine Abflachung ihrer Hinterwand. Die Lunge nimmt im Vergleich zur Inspirationsaufnahme homogen an Dichte zu. Dabei zeigt sich ein anteroposteriorer Gradient. Ein gewisses Maß an Air Trapping ist normal:
- superiore Lungensegmente des Unterlappens
- lobuläres Air Trapping bei 40 bis 80 % der Patienten: leicht (< 3 benachbarte Lobuli) oder moderat (ab 3 Lobuli aber < 1 Lungensegment)
- abhängige Lungenanteile
Weiterhin zeigen sich eine Anhebung der Zwerchfellkuppen sowie vermehrte Pulsationsartefakte.
Die normalen Veränderungen bei Exspiration müssen von pathologischen Befunden abgegrenzt werden. Typische Pathologien bei Exspirationsaufnahmen sind ein Mosaikmuster sowie ein expiratorisches Air Trapping, das mehr als ein Lungensegment betrifft.
- Tracheobronchomalazie: verstärkter Kollaps der Atemwege bei Exspiration.
- konstriktive Bronchiolitis: peribronchioläre Fibrose mit Lumeneinengung und Obliteration der Bronchien. Mosaikmuster und Air Trapping.
- Hypersensitivitätspneumonitis: Head-Cheese-Sign und exspiratorisches lobuläres Air Trapping.
- Lungenemphysem, COPD, Asthma bronchiale
- zystische Fibrose
- Bronchiektasen
- Sarkoidose
- chronisch thromboembolische pulmonale Hypertonie (CTEPH)
- pulmonal-arterielle Hypertonie
- pulmonale vasookklusive Erkrankungen
Quellen
- ↑ Klaus JB et al. Influence of Lung Reconstruction Algorithms on Interstitial Lung Pattern Recognition on CT, RöFo 2023
- ↑ Nagel HD et al. Protokollempfehlungen der AG DRauE zur Durchführung von Low-Dose-Volumen-HRCT-Untersuchungen der Lunge. Mitteilungen der DRG; RFo; 2017, 189: 553 – 575
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