Purpose: Adaptation of computed tomography protocols for transcatheter aortic valve implantation (TAVI) planning is required when a first-generation dual-layer spectral CT scanner (DLCT) is used. The purpose of this study was to evaluate the objective image quality of aortic CT angiography (CTA) for TAVI planning using a split-phase technique with reconstruction of 40 keV virtual monoenergetic images (40 keV-VMI) obtained with a DLCT scanner. CT angiography obtained with a single-phase protocol of a conventional single-detector CT (SLCT) was used for comparison.
Materials and methods: 75 CTA scans from DLCT were retrospectively compared to 75 CTA scans from SLCT. For DLCT, spiral CTA without ECG-synchronization was performed immediately after a retrospectively ECG-gated acquisition covering the heart and aortic arch. For SLCT, spiral CTA with retrospective ECG-gating was performed to capture the heart and the access route simultaneously in one scan. Objective image quality was compared at different levels of the arterial access route.
Results: 40 keV virtual monoenergetic images of DLCT showed a significantly higher mean vessel attenuation, SNR, and CNR at all levels of the arterial access route. With 40 keV-VMI of DLCT, the overall mean aortic attenuation of all six measured regions was 589.6 ± 243 HU compared to 492.7 ± 209 HU of SLCT (p < 0.01). A similar trend could be observed for SNR (23.6 ± 18 vs. 18.6 ± 9; p < 0.01) and CNR (21.1 ± 18 vs. 16.4 ± 8; p < 0.01). No deterioration was observed for vascular noise (27.8 ± 9 HU vs. 28.1 ± 8 HU; p = 0.599).
Conclusion: Using a DLCT scanner with a split-phase protocol and 40 keV-VMI for TAVI planning, higher objective image quality can be obtained compared to a single-phase protocol of a conventional CT scanner.
Key points: · Adaption of TAVI planning CT protocols may be required when using a first-generation dual-layer CT scanner.. · Reconstruction of virtual monoenergetic images at 40 keV improves image quality.. · With a split-phase protocol, the radiation dose is lower compared to a single-phase ECG-gated CT acquisition..
Citation format: · Mangold D, Salatzki J, Riffel J et al. Dual-Layer Spectral CTA for TAVI Planning Using a Split-Phase Protocol and Low-keV Virtual Monoenergetic Images: Improved Image Quality in Comparison with Single-Phase Conventional CTA. Fortschr Röntgenstr 2022; 194: 652 - 659.
ZIEL: Die Anpassung der CT-Protokolle zur TAVI-Planung (Transkatheter-Aortenklappen-Implantation) ist erforderlich, wenn ein Dual-Layer Spektral-CT (DLCT) der ersten Generation verwendet wird. Ziel dieser Studie war es, die objektive Bildqualität der CT-Angiografie (CTA), die mit einem DLCT angefertigt wurden, zu bewerten. Untersucht wurden diesbezüglich virtuell monoenergetische Bilder bei 40 keV (40 keV-VMI) eines Zwei-Phasen-Protokolls. Zum Vergleich dienten CTA, die mit dem einphasigen Protokoll eines konventionellen CTs (SLCT) angefertigt wurden.
Material und methoden: 75 CTAs des DLCT wurden retrospektiv mit 75 CTAs eines konventionellen CTs verglichen. Mit dem DLCT wurde die CTA ohne EKG-Synchronisation unmittelbar nach einer retrospektiv EKG-gegateten Aufnahme des Herzens und des Aortenbogens durchgeführt. Mit dem SLCT wurde eine einphasige CTA durchgeführt, welche sowohl das Herz als auch die Zugangsgefäße in einem retrospektiv EKG-synchronisierten Scan erfasste. Die objektive Bildqualität wurde auf verschiedenen Ebenen des arteriellen Zugangsweges verglichen.
Ergebnisse: Die virtuell monoenergetischen Bilder des DLCT bei 40 keV zeigten eine signifikant höhere absolute CT-Zahl, SNR und CNR auf allen Ebenen des arteriellen Zugangswegs. Bei den 40 keV-VMI der DLCT betrug das durchschnittliche aortale Gefäßsignal aller 6 gemessenen Regionen 589,6 ± 243 HU im Vergleich zu 492,7 ± 209 HU des SLCT (p < 0,01). Ein ähnlicher Trend konnte für SNR (23,6 ± 18 vs. 18,6 ± 9; p < 0,01) und CNR (21,1 ± 18 vs. 16,4 ± 8; p < 0,01) beobachtet werden. Für das Signalrauschen wurden keine signifikanten Unterschiede beobachtet (27,8 ± 9 HU vs. 28,1 ± 8 HU; p = 0,599).
Schlussfolgerung: Bei der TAVI-Planung kann unter Verwendung eines DLCT mit einem Zwei-Phasen-Protokoll und 40 keV-VMI eine höhere objektive Bildqualität im Vergleich zu einem einphasigen Protokoll eines konventionellen CT-Scanners erzielt werden.
Kernaussagen: · Bei Verwendung eines Dual-Layer-CT der ersten Generation kann eine Anpassung der CT-Protokolle zur TAVI-Planung erforderlich sein.. · Die Rekonstruktion virtuell-monoenergetischer Bilder bei 40 keV verbessert die Bildqualität.. · Bei einem Zwei-Phasen-Protokoll ist die Strahlendosis geringer im Vergleich zu einer einphasigen EKG-gegateten CT-Akquisition..
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