ΕΠΑΝΑΣΤΕΝΩΣΗ ΤΩΝ ΕΝΔΟΑΓΓΕΙΑΚΩΝ ΠΡΟΘΕΣΕΩΝ
(STENT) ΤΩΝ ΠΕΡΙΦΕΡΙΚΩΝ ΑΓΓΕΙΩΝ :
ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΜΕ ΕΓΧΡΩΜΗ DOPPLER
ΥΠΕΡΗΧΟΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ, ΠΟΛΥΤΟΜΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ
ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΨΗΦΙΑΚΗ ΑΦΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΓΓΕΙΟΓΡΑΦΙΑ
Η αγγειοπλαστική με συνοδό τοποθέτηση stent αποτελεί καταξιωμένη
και μόνιμη μέθοδο αντιμετώπισης της αποφρακτικής νόσου των περιφερικών
αρτηριών. Ο μεταλλικός σκελετός της ενδοπρόθεσης ανταγωνίζεται μηχανικά
τις δυνάμεις της ελαστικής επαναφοράς (elastic recoil) του αρτηριακού
τοιχώματος και αποτρέπει την αναδιαμόρφωση (remodeling) του τοιχώματος,
με αποτέλεσμα την διατήρηση της βατότητας του αγγείου και της αιματικής
ροής προς την περιφέρεια της αγγειακής κοίτης.
Η πρωτογενής βατότητα των stent είναι αρκετά υψηλή και προσεγγίζει
το 85% στον αορτολαγόνιο άξονα, το 89% στις νεφρικές αρτηρίες και το 80%
περίπου στις καρωτίδες αρτηρίες. Ωστόσο, αρκετά συχνά ελλοχεύει ο
κίνδυνος της επαναστένωσης εντός του stent, με δυνητικό αποτέλεσμα την
υποτροπή της νόσου. Η επαναστένωση των stent έχει εξελιχθεί σε ένα
σημαντικό κλινικό πρόβλημα που μπορεί να περιορίσει σημαντικά την
αρτηριακή παροχή στην περιφέρεια και να προκαλέσει σημαντική ισχαιμία
οργάνων και ιστών.
Η απώλεια του αρχικού αποτελέσματος της αγγειοπλαστικής με stent
έρχεται μεσοπρόθεσμα, ως επαναστένωση, απότοκος της υπερπλασίας του
έσω χιτώνα. Το μηχανικό τραύμα κινητοποιεί τη μετανάστευση λείων μυϊκών
κυττάρων και μυοϊνοβλαστών προς τον έσω χιτώνα όπου και
πολλαπλασιάζονται. Με την πάροδο αρκετών εβδομάδων ή και μηνών η
κυτταροβρίθεια των μυοϊνοβλαστών ελαττώνεται και πλέον μακροπρόθεσμα
καθίσταται περισσότερο σημαντική η απόθεση εξωκυττάριου στρώματος από
πρωτεογλυκάνες και στοιχεία κολλαγόνου, τα οποία συντελούν στην
Ειδικό&Μέρος&
110&
&
δημιουργία επαναστένωσης. Τα υπερπλαστικά φαινόμενα κορυφώνονται σε
διάστημα περίπου 6 μηνών. Στη συνέχεια ο υπερπλαστικός ιστός τείνει να
σταθεροποιείται στο πλαίσιο ινώδους ωρίμανσης που εξελίσσεται συνήθως
στο διάστημα της πρώτης τριετίας μετά την τοποθέτηση του stent.
Παρόλη τη διάδοση της χρήσης των αρτηριακών stent και παρά τα όχι
ασήμαντα ποσοστά δυνητικής επαναστένωσης, δεν υπάρχουν σαφείς
κατευθυντήριες οδηγίες για την παρακολούθηση και τη διαχείριση των
ασθενών μετά από τοποθέτηση stent στις περιφερικές αρτηρίες. Η
απεικονιστική μέθοδος αναφοράς στην ανάδειξη της επαναστένωσης εντός
του stent είναι η ενδαρτηριακή ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία, που
ωστόσο, εξαιτίας του επεμβατικού της χαρακτήρα καθιστά αναγκαία την
μερική ή ολική αντικατάστασή της από μη επεμβατικές μεθόδους ανάλογης
ευαισθησίας και ειδικότητας. Υπερηχοτομογραφικές τεχνικές, μαγνητικός
συντονισμός και κυρίως αγγειογραφικές μέθοδοι στον Υπολογιστικό
Τομογράφο έχουν το πλεονέκτημα της αναίμακτης εξέτασης, ωστόσο
χαρακτηρίζονται από αρκετά μειονεκτήματα.
Πλέον πρόσφατες αναφορές προσεγγίζουν τις δυνατότητες των
σύγχρονων συστημάτων πολυτομικής υπολογιστικής τομογραφίας, που με τη
μεγιστοποίηση χωρικής και χρονικής διακριτικής ικανότητας παρουσιάζονται
πολλά υποσχόμενα στη λεπτομερή ανάδειξη και εκτίμηση της υπερπλαστικής
βλάβης εντός των stent με αξιόλογη ευαισθησία και κυρίως πολύ ισχυρή
αρνητική προγνωστική αξία. Ωστόσο, η χρήση της πολυτομικής υπολογιστικής
τομογραφίας συνεπάγεται σημαντική ακτινική επιβάρυνση για τον εξεταζόμενο
και δεδομένης της αθροιστικής επιβάρυνσης της ακτινοβολίας στους ιστούς,
είναι δυνατό μετά από επαναλαμβανόμενες εκθέσεις στον υπολογιστικό
τομογράφο να ξεπεραστούν ακόμη και τα επίπεδα που θεωρούνται κρίσιμα
για την ανάπτυξη καρκινογένεσης. Μελέτη της σύγχρονης βιβλιογραφίας
αποκαλύπτει ερευνητικό ενδιαφέρον με αξιόλογα αποτελέσματα στην
εφαρμογή πρωτοκόλλων Υπολογιστικής Τομογραφίας χαμηλής δόσης για την
απεικόνιση των αγγείων. Προς το παρόν δεν υπάρχει δημοσιευμένη εμπειρία
για την αξία των πρωτοκόλλων χαμηλής δόσης στη μελέτη των περιφερικών
αρτηριακών stent.
Ειδικό&Μέρος&
111&
&
Η παρούσα μελέτη σχεδιάστηκε με σκοπό να διερευνήσει τη
δυνατότητα ανάδειξης της υπερπλασίας των stent στα περιφερικά αγγεία και
την εκτίμηση της επαναστένωσής τους με πρωτόκολλα Υπολογιστικής
Τομογραφίας ελαττωμένης δόσης στον πολυτομικό υπολογιστικό τομογράφο
16 ανιχνευτών του εργαστηρίου μας (Siemens Somatom Sensation, Siemens
AG, Forchheim, Germany) και να συσχετίσει τα αποτελέσματα με αυτά της
ενδαρτηριακής ψηφιακής αφαιρετικής αγγειογραφίας και της έγχρωμης
Doppler υπερηχοτομογραφίας. Ο σχεδιασμός της μελέτης περιλαμβάνει
πειραματικό μέρος με χρήση ομοιωμάτων για τη διερεύνηση της δυνατότητας
απεικόνισης των παραπάνω και τα πειραματικά αποτελέσματα αξιολογούνται
περαιτέρω με κλινική μελέτη εθελοντών με stent στις νεφρικές, τις λαγόνιες και
την άνω μεσεντέριο αρτηρίες καθώς και στο μηροιγνυακό αρτηριακό άξονα
που βρίσκονται ήδη σε τακτικό πρόγραμμα παρακολούθησης μετά την
τοποθέτηση stent.
Α. Πειραματικό μέρος
Χρησιμοποιήθηκε το ανθρωπόμορφο ομοίωμα Rando για να γίνει
προσομοίωση του μέσου ασθενή με υπερπλασία σε stent εμφυτευμένο στην
περιοχή της έξω λαγονίου και της εγγύτερης περιοχής της επιπολής μηριαίας
αρτηρίας. Μελετήθηκε η συμπεριφορά σύγχρονου μεταλλικού stent τύπου
nitinol διαμέτρου 10mm. Για την προσομοίωση του υπερπλαστικού ιστού
έγινε ιδιαίτερη προσπάθεια να κατασκευαστεί υλικό σύστασης από κερί με
συμπεριφορά στον υπολογιστικό τομογράφο αντίστοιχη με αυτή του
υπερπλαστικού ιστού. Προσομοιώθηκαν στενώσεις 39%, 49% και 59%.
Επιλέχθηκε προσεκτικά διάλυση ιωδιούχου σκιαγραφικού σε φυσιολογικό
ορό, με στόχο πυκνότητα στον υπολογιστικό τομογράφο αντίστοιχη με αυτή
του σκιαγραφούμενου αίματος στις εξετάσεις αγγειογραφίας. Το παραπάνω
ομοίωμα υποβλήθηκε σε διαδοχικές σαρώσεις στον υπολογιστικό τομογράφο
τόσο με το σύνηθες αγγειογραφικό πρωτόκολλο σάρωσης σώματος με τις
συνήθεις ρυθμίσεις της λυχνίας, όσο και με πρωτόκολλα διαβαθμιζόμενων
ρυθμίσεων χαμηλότερης ακτινικής δόσης. Η ποσοστιαία επαναστένωση
μετρήθηκε με βάση το προφίλ πυκνοτήτων των εικονοστοιχείων στον
Ειδικό&Μέρος&
112&
&
Υπολογιστικό Τομογράφο κατά μήκος γραμμής κάθετης στον άξονα του
αγγείου σε ανασυνθέσεις πάχους 2mm και 5mm. Ακολούθησε σύγκριση των
τιμών επαναστένωσης που μετρήθηκαν στα διάφορα πρωτόκολλα
διαβαθμιζόμενης ακτινικής δόσης με το σύνηθες πρωτόκολλο αγγειογραφικής
σάρωσης σώματος. Τέλος με τη μέθοδο Monte Carlo έγινε εκτίμηση της
δραστικής δόσης για τον ασθενή από τα διάφορα πρωτόκολλα σάρωσης.
Έγινε εφικτή η απεικόνιση του stent και της υπερπλασίας σε όλα τα
πρωτόκολλα απεικόνισης. Η μετρούμενη διαφορά στις τιμές της ποσοστιαίας
επαναστένωσης στα διάφορα πρωτόκολλα διαβαθμισμένης δόσης σε σχέση
με τις απόλυτες τιμές επαναστένωσης που δημιουργήσαμε ήταν μικρότερη
του 10%, 12% και 12% για τις στενώσεις 39%, 49% και 59% που
δημιουργήσαμε αντίστοιχα. Η μετρούμενη ποσοστιαία επαναστένωση με
εφαρμογή του συνήθους πρωτοκόλλου σάρωσης σώματος είχε απόκλιση
&λτ6% από όλες τις μετρήσεις σε όλα τα πρωτόκολλα ελαττωμένης δόσης για
όλες τις προσομοιώσεις επαναστένωσης. Η ελάττωση της δόσης ακτινοβολίας
στον ασθενή υπολογίζεται να είναι αρκετά μεγάλη και φαίνεται να μπορεί να
φτάσει το 85% στις ρυθμίσεις της λυχνίας 80 kVp/ 80 mAs σε σχέση με το
σύνηθες πρωτόκολλο αγγειογραφικής σάρωσης σώματος των 120 kVp/ 160
mAs.
Καταλήγουμε λοιπόν ότι είναι δυνατή η απεικόνιση των αρτηριακών
stent στην περιοχή της έξω λαγονίου αρτηρίας και της εγγύτερης επιπολής
μηριαίας αρτηρίας με πρωτόκολλα ελαττωμένης ακτινικής δόσης σε
πολυτομικό υπολογιστικό τομογράφο 16 ανιχνευτών, με αρκετά αξιόπιστη
ποσοτικοποίηση της υπερπλασίας και με απόκλιση ΄&λτ6% ακόμα και σε
πρωτόκολλα σάρωσης με χαμηλές ρυθμίσεις λυχνίας ως 80 kVp / 80 mAs.
Φαίνεται ότι τα πρωτόκολλα χαμηλής ακτινικής επιβάρυνσης στον πολυτομικό
Υπολογιστικό Τομογράφο θα μπορούσαν να επιβαρύνουν τον ασθενή με
μικρότερη δόση ακτινοβολίας από αυτή της ενδαρτηριακής ψηφιακής
αγγειογραφίας.
Τα αποτελέσματα αυτά έχουν ήδη δημοσιευτεί στο περιοδικό British
Journal of Radiology με στοιχεία δημοσίευσης :
• K. Perisinakis, E. Manousaki, K. Zourari, D. Tsetis, A. Tzedakis, A.
Papadakis, A. Karantanas, J. Damilakis. Accuracy of multislice CT
Ειδικό&Μέρος&
113&
&
angiography for the assessment of in-stent restenoses in the iliac
arteries at reduced dose: a phantom study. Br J Radiol.
2011;84(999):244-50
Β. Κλινικό μέρος
Στο κλινικό μέρος της μελέτης μας διερευνήσαμε προοπτικά τη
δυνατότητα εφαρμογής πρωτοκόλλων χαμηλής ακτινικής επιβάρυνσης στον
πολυτομικό υπολογιστικό τομογράφο 16 ανιχνευτών του εργαστηρίου μας για
τη μελέτη επαναστένωσης σε stent νεφρικής αρτηρίας, λαγονίων αρτηριών,
άνω μεσεντερίου αρτηρίας και μηροιγνυακού άξονα εθελοντών ασθενών.
Συγκρίναμε τα αποτελέσματα με τις αυτά από απεικονίσεις στον υπολογιστικό
τομογράφο με το σύνηθες αγγειογραφικό πρωτόκολλο σάρωσης σώματος
όπως και με εξετάσεις έγχρωμης Doppler υπερηχοτομογραφίας και
ενδαρτηριακής ψηφιακής αφαιρετικής αγγειογραφίας.
Μελετήθηκαν 16 ασθενείς με 19 stent νεφρικής αρτηρίας ίδιας
σύστασης και διαμέτρου, καθώς και 12 ασθενείς με 15 stent στις λαγόνιες
αρτηρίες και 14 ασθενείς με stent στο μηροιγνυακό αρτηριακό άξονα.
Εξετάστηκε επίσης δυο φορές ένας ασθενής με stent άνω μεσεντερίου
αρτηρίας. Οι ασθενείς υποβλήθηκαν σε έγχρωμο Doppler έλεγχο, σε
πολυφασική υπολογιστική τομογραφία με σκιαγραφικό και επί ένδειξης
αποκατάστασης και σε ενδαρτηριακή ψηφιακή αφαιρετική αγγειογραφία.
Στην εξέταση υπολογιστικής τομογραφίας πραγματοποιήθηκαν δυο
διαδοχικές σαρώσεις σε κάθε ασθενή. Στην πρώτη σάρωση έγινε ρύθμιση
λυχνίας στα 120 kVp σε αληθή αρτηριογραφική φάση. Η δεύτερη –
καθυστερημένη αρτηριογραφική- σάρωση για τους 9 ασθενείς με stent στις
νεφρικές αρτηρίες, για 6 ασθενείς με stent στις λαγόνιες, για 6 ασθενείς με
μηροιγνυακά stent και τον ασθενή με stent της άνω μεσεντερίου αρτηρίες και
στις δυο συνεδρίες που εξετάστηκε έγινε με ρύθμιση της λυχνίας στα 100 kVp.
Για τους λοιπούς 7 ασθενείς με stent στις νεφρικές αρτηρίες, 6 ασθενείς με
stent στις λαγόνιες και 8 ασθενείς με μηροιγνυακά stent η δεύτερη σάρωση
έγινε με ρυθμίσεις στα 80kVp. Ακολούθησαν πολλαπλές ανασυνθέσεις. Στη
Ειδικό&Μέρος&
114&
&
συνέχεια έγινε ποσοτική εκτίμηση της αγγειογραφικής ποιότητας της εξέτασης
και κατόπιν ανεξάρτητες διαβαθμισμένες ποιοτικές εκτιμήσεις εικόνας και
επαναστένωσης από δυο μελετητές. Καταγράφηκε η ακτινική επιβάρυνση με
την παράμετρο CTDIvol για κάθε ασθενή σε κάθε πρωτόκολλο.
Ποσοτικά αποδεκτή αγγειογραφική εικόνα κατέστη εφικτή σε 5 ασθενείς
με stent νεφρικών αρτηριών, 5 ασθενείς με stent λαγονίων αρτηριών και 4
ασθενείς με stent μηροιγνυακού άξονα στις απεικονίσεις των 80 kVp. Για τις
απεικονίσεις υπό τάση 100kVp οι αποδεκτές αγγειογραφίες ήταν 5 για stent
νεφρικών αρτηριών, 5 για stent λαγονίων αρτηριών, 5 για stent μηροιγνυακού
άξονα και οι 2 εξετάσεις του ασθενούς με stent άνω μεσεντερίου αρτηρίας.
Για τους ασθενείς με stent νεφρικής αρτηρίας το πρωτόκολλο 120 kVp
απέδωσε σήμα-προς-θόρυβο και αντίθεση-προς-θόρυβο ανώτερο των
λοιπών σε όλα τα αγγεία και τους αλγορίθμους, χωρίς ωστόσο να
παρατηρηθεί σημαντική διαφορά μεταξύ αυτού και ανασυνθέσεων
αλγορίθμου Β31f με χαμηλή έκθεση στα 100kV. Τα πρωτόκολλα απεικόνισης
σε 80 kVp σχετίστηκαν με αρκετά υψηλά επίπεδα θορύβου, με υποβάθμιση
της εικόνας σε μη διαγνωστικά επίπεδα. Όλες οι εξετάσεις των 100kVp
θεωρήθηκαν διαγνωστικά επαρκείς. Δεν διαπιστώθηκε σημαντική
διαφοροποίηση στην αναγνώριση και εκτίμηση επαναστενώσεων μεταξύ
πρωτοκόλλου 120kVp και 100kVp, 80kVp. Για τον ασθενή με stent στην άνω
μεσεντέριο αρτηρία η απεικόνιση σε 120kVp και 100kVp έδωσε ίδια
αποτελέσματα. Για τους ασθενείς με stent λαγονίων αρτηριών και
μηροιγνυακού άξονα η ελάττωση της τάσης της λυχνίας στα 100 kVp φάνηκε
να επιτρέπει ασφαλή διάγνωση της επαναστένωσης με μικρό κόστος
ποιότητας εικόνας. Τα πρωτόκολλα των 80 kVp ήταν μη διαγνωστικά
προκειμένου για τα λαγόνια stent, ωστόσο επέτρεψαν ασφαλή διάγνωση των
βλαβών των μηροιγνυακών stent. Σε όλες τις περιπτώσεις υπήρξε συμφωνία
με τα αποτελέσματα του Doppler ελέγχου και της ενδαρτηριακής
αγγειογραφίας στην εκτίμηση και ποσοτικοποίηση της υπερπλασίας.
Για τους ασθενείς με stent στις νεφρικές αρτηρίες η μέση ποσοστιαία
ελάττωση της δόσης ακτινοβολίας μετρήθηκε 44.5% και 76.7% για τα
πρωτόκολλα των 100 kVp των 80 kVp αντίστοιχα. Η ποσοστιαία ελάττωση της
Ειδικό&Μέρος&
115&
&
δόσης για τους ασθενείς με stent στις λαγόνιες αρτηρίες και στο μηροιγνυακό
άξονα υπολογίστηκε στο 47,5% και 79,3% για τα πρωτόκολλα των 100 kVp
των 80 kVp αντίστοιχα. Για τις δυο εξετάσεις του ασθενούς με stent της άνω
μεσεντερίου αρτηρίας η ελάττωση της δόσης ακτινοβολίας ήταν 44,7% με
εφαρμογή πρωτοκόλλου 100kVp.
Καταλήγουμε λοιπόν στο συμπέρασμα ότι είναι δυνατή η ΥΤ
αγγειογραφική απεικόνιση και η μελέτη stent περιφερικών αρτηριών με
πρωτόκολλα χαμηλής δόσης στον Υπολογιστικό Τομογράφο με ρυθμίσεις
λυχνίας στα 100kV και με όφελος για τον ασθενή σχεδόν τον υποδιπλασιασμό
της ακτινικής δόσης. Η εκτίμηση υπερπλασίας των stent στα πρωτόκολλα
αυτά δεν υπολείπεται σημαντικά παρά την ποιοτική υποβάθμιση της εικόνας,
συγκριτικά με τα συνήθη πρωτόκολλα του Υπολογιστικού Τομογράφου ή τις
υπερηχοτομογραφικές Doppler εξετάσεις και τα αποτελέσματα της
ενδαρτηριακής αγγειογραφίας. Απεικόνιση με ακόμα χαμηλότερη ακτινική
επιβάρυνση με πρωτόκολλα 80kVp φαίνεται να έχει θέση μόνο στη
στοχευμένη μελέτη stent του μηροιγνυακού άξονα.
(EL)
PERIPHERAL ARTERIAL IN-STENT RESTENOSIS:
COMPARATIVE EVALUATION OF COLOR DOPPLER
ULTRASONOGRAPHY, MULTIDETECTOR COMPUTED
TOMOGRAPHY AND DIGITAL SUBTRACTION ANGIOGRAPHY
Stent – assisted angioplasty procedures are currently regarded as
primary catheter-based therapy for peripheral arterial obstructive disease.
Stenting manages to obliterate stenosis and restore arterial supply to the
periphery more efficiently compared to balloon angioplasty by inhibiting both
elastic recoil and vascular remodeling.
Primary patency rates are noteworthy, reaching 85% in the aorta and
the iliac arteries, 89% in the renal arteries and approximately 80% in the
carotid territory. Although stenting has proven effective, in-stent restenosis
may occur and lead to disease relapse.&In-stent restenosis has developed into
a significant clinical problem and if left untreated, the deprivation of arterial
flow can cause severe ischemia to organs and tissues.
Late intrastent lumen loss is the result of intimal hyperplasia. The
cellular basis of in-stent restenosis has been clarified as the unavoidable
inflammatory response triggered by the mechanical trauma caused by the
deployment of stent. The endothelial lining gets disrupted and the propagated
injury to the media and adventitia result in smooth muscle cell and
myofibroblast migration and proliferation of them within the intima. After
several weeks cellularity decreases and collagen-based matrix occupies the
hyperplastic lining. The peak tissue accumulation occurs within the first six
months after stent implantation. The hyperplasia evolves to fibrotic tissue
between 6 months and 3 years and stabilizes or minor declines onwards.
Currently there is no consensus on the best management approach of
patients with stent-assisted peripheral revascularization, regarding either the
precise timing or the proper screening method.& The reference standard for
identifying and assessing in-stent restenosis is transcatheter angiography, an
Ειδικό&Μέρος&
117&
&
invasive procedure whitch is associated with several complications. It is
questionable whether an invasive method should be used as a follow-up tool
and there appears the necessity for its replacement by non-invasive methods
that are accurate enough to distinguish significant hyperplasia that would
justify (in this case therapeutic) intervention. The current alternatives include
color Doppler ultrasonography, Magnetic Resonance Imaging and Computed
Tomography, all of them suffering from certain limitations.
Current literature considers modern multidetector computed
tomography as the most attractive non-interventional alternative for the
assessment of in-stent restenosis. Modern multidetector computed
tomography systems provide significant spatial and temporal resolution that
enable direct visualization of hyperplasia and quantification of restenosis with
high sensitivity rates and almost absolute negative predictive value.
Multidetector Computed Tomography imaging is considered to be a high-dose
diagnostic procedure and the potential mitogenic effect of ionizing radiation
raises great concern about its use as a follow-up tool. Recent reported
experience in low dose computed tomography angiography has shown that
low radiation exposure settings in MDCT angiography could serve as a safe
and clinically acceptable imaging protocol. To the present there has been no
published experience regarding the value of low dose MDCT protocols in the
evaluation of the peripheral arterial stents and the assessment of in-stent
restenosis.
The purpose of the current study was to explore the efficacy of reduced
exposure multidetector computed tomography protocols in the quantitative
assessment of in-stent restenosis of the peripheral arterial stents and to
compare the results with these from digital subtraction angiography and color
Doppler ultrasonography. We suggested and followed a dual research
prospective scheme of both in-vitro and in-vivo study, with laboratory
simulation data being applied to volunteer patient groups with various stented
arterial segments (in the renal, iliac, superior mesenteric, femoral and
popliteal arteries) and correlated the results to catheter angiographic and
color Doppler ultrasonographic data. The Computed Tomography system
Ειδικό&Μέρος&
118&
&
used for both the in-vitro and the in-vivo study was a modern 16-row detector
unit (Siemens Somatom Sensation, Siemens AG, Forchheim, Germany).
A. In-vitro study
We used a Rando anthropomorphic phantom (Alderson Research
Labs, Stanford, CA) to simulate a patient with in-stent restenosis in the
external iliac and proximal femoral artery. We used a modern “shape memory”
nitinol stent 10mm in diameter. Custom-made wax was carefully fabricated to
simulate concentric hyperplastic tissue and the cylindrical free lumen was
filled with a solution of iodine contrast medium diluted in saline, representing
patient’s blood during computed tomography angiography. We simulated
clinical relevant in-stent stenosis of 39%, 49% and 59%.& The phantom was
subjected to standard- and low-dose angiographic exposures using the 16-
row multidetector CT scanner. The percentage of measured restenosis was
determined using the profile along a line normal to the lumen axis on
reconstructed images of 2 and 5 mm slice thickness. Percentage in-stent
restenoses derived using the standard- and low-dose protocols were
compared. Using the Monte Carlo method we estimated the effective dose for
individuals for the various scans.
We managed to image and quantify the simulated hyperplastic tissue in
all of the low exposure protocols. The accuracy in measuring the percentage
restenosis was found to be better than 12% for all simulated stenoses (10%,
12% and 12% for the 39%, 49% and 59% stenosis respectively). The
differences between percentage restenosis measured on images obtained at
120 kVp/160 mAs and 80 kVp/80 mAs were below 6%. Effective dose
reduction was quite significant and the estimated percentage reduction
reached almost 85% at 80 kVp/ 80 mAs settings compared to standard 120
kVp/ 160 mAs protocol.
We conclude that the exposure factors during Multidetector Computed
Tomography angiography for the evaluation of a stented iliac or proximal
superficial femoral artery may be significantly reduced without affecting the
Ειδικό&Μέρος&
119&
&
accuracy in determining the degree of in-stent restenosis, with a difference of
΄&λτ6% even at the lowest exposure of 80kVp / 80mAs we tested. There seems
to be a high potential for reducing the patient radiation burden from computed
tomography angiography for the evaluation of in-stent restenosis to
significantly less than that associated with intraarterial subtraction
angiography.
Our results have already been published in the British Journal of
Radiology as follows:
• K. Perisinakis, E. Manousaki, K. Zourari, D. Tsetis, A. Tzedakis, A.
Papadakis, A. Karantanas, J. Damilakis. Accuracy of multislice CT
angiography for the assessment of in-stent restenoses in the iliac
arteries at reduced dose: a phantom study. Br J Radiol.
2011;84(999):244-50
B. In-vivo study
We prospectively explored the efficacy of low dose computed
tomography angiography protocols in our 16-row scanner to assess renal,
iliac, superior mesenteric, femoral and popliteal in-stent restenosis. Patients in
regular follow-up protocols enrolled under informed consent. The results from
the low exposure computed tomography scans were compared to that of
standard exposure protocols as well as to the findings of color Doppler and
intraarterial subtraction angiography.
Sixteen patients with 19 renal arterial stents of the same material and
size, 12 patients with 15 iliac artery stents, 14 patients with femoral and
popliteal stents and one patient with superior mesenteric artery stent (studied
twice) underwent multiphasic computed tomography and color Doppler
ultrasonography. Digital subtraction angiography was also performed in the
clinical need for reintervention.
The multiphasic contrast-enhanced computed tomography angiography
protocol consisted of a true arterial phase at standard settings of 120kVp tube
Ειδικό&Μέρος&
120&
&
voltage for all patients. The late arterial scan was at 100kVp for 9 patients with
renal artery stents, 6 patients with iliac stents, 6 patients with femoral and
popliteal stents and for the patient with the superior mesenteric stent studied
twice. The late arterial scan was at 80kVp for 7 patients with renal artery
stents, 6 patients with iliac stents and 8 patients with femoral and popliteal
stents. Images were reconstructed under various algorithms. Assessment of
angiographic quality based on density measurements followed and the
angiographic scans were further evaluated both quantitativelly and
qualitatively in terms of vessel delineation and in-stent stenosis assessment
by two observers. Volume CT dose-index was recorded and dose reduction
between phases was calculated.
Angiographic quality maintained in 5 cases with renal artery stents, 5
cases with iliac stents and 4 cases of femoral and popliteal stents at 80kVp.&
Angiographic quality maintained in 5 cases with renal artery stents, 5 cases
with iliac stents, 5 cases of femoral and popliteal stents and for both imaging
sessions of the superior mesenteric artery stent at 100kVp.
Regarding imaging of the renal artery stents, the 120kVp protocol
performed better in all vessels and reconstruction algorithms. There proved
no significant difference between signal-to-noise ratio and contrast-to-noise
ratio at 100kVp under B31f reconstruction algorithm compared to 120kVp. All
100kVp scans were diagnostic. Tube voltage of 80kVp was associated with a
significant increase in image noise that downgraded image quality and
produced various non-diagnostic image sets. No difference in assessment of
restenosis of the renal artery stents was observed between 120kVp and the
diagnostic low exposure scans. The two 100kVp scans of the superior
mesenteric stent were also adequate for diagnosis. As far as the iliac, femoral
and popliteal stents are concerned, 100kVp protocols allowed for safe
estimation of restenosis with minor loss of image quality. Low exposure
protocols of 80kVp maintained safe diagnostic quality of in-stent restenosis
only in the femoral and popliteal territory. The findings of all cases of
diagnostic quality of the low dose computed tomography angiography were in
accordance with color Doppler ultrasonography and intraarterial subtraction
angiography results.
Ειδικό&Μέρος&
121&
&
Mean percentage dose reduction in the computed tomography scans of
the patients with renal artery stents was estimated 44.5% at 100kVp and
76.7% at 80kvp. Mean percentage dose reduction in the computed
tomography scans of the patients with iliac, femoral and popliteal artery stents
was estimated 47.5% at 100kVp and 79.3% at 80kvp. For the case with the
superior mesenteric artery stent the corresponding dose reduction was 44.7%
at 100kVp.
We conclude that peripheral arterial computed tomography
angiography and stent patency evaluation are feasible at 100kVp with minor
loss of image quality and almost half radiation exposure. In-stent restenosis
assessment under low exposure comes up with results comparable to
standard computed tomography protocols as well as color Doppler or
intraarterial subtraction angiography results. More conservative low exposure
protocols of 80kVp seem to apply only in the femoral and popliteal territory.
(EN)
