Untersuchungen zum Einsatz von Kontrastmittel in  der Computertomographischen Diagnostik beim  Vogel

Jones, Rachel, Franziska

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Untersuchungen zum Einsatz von Kontrastmittel in der Computertomographischen Diagnostik beim Vogel

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Die computertomographische Untersuchung des Herz- und Gefäßsystems, vor allem in Kombination mit intravenöser Kontrastmittelgabe, gehört in der Humanmedizin zur Routineuntersuchung und wird auch in der Kleintiermedizin bereits vielfältig in der Diagnostik eingesetzt. Beim Vogel ist die computertomographische Angiographie (CTA) zwar bereits beschrieben, findet bisher aber keine Anwendung in der Diagnostik.

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Angiographie-Protokoll für Spektral-CT beim Vogel etabliert sowie konventionelle Nativbilder (TNC-Bilder) vor der Kontrastmittelapplikation mit virtuellen Nativbildern (VNC-Bildern), welche aus den Spektraldaten nach der Kontrastmittelgabe errechnet wurden, verglichen. Hierzu wurden 16 Vögel (fünf Afrikanische Graupapageien (Psittacus erithacus), eine Doppelgelbkopf-Amazone (Amazona oratrix), eine Kuba-Amazone (Amazona leucocephala), ein Gelbbrustara (Ara ararauna), vier Tauben (Columba livia domestica), zwei Hühner (Gallus gallus domesticus), eine Krähe (Corvus corone) und ein Mäusebussard (Buteo buteo)) einer CTA unterzogen.

TNC- und VNC-Bilder wurden vergleichend sowohl quantitativ, anhand der Übereinstimmung der CT-Zahlen (HU), als auch qualitativ anhand einer Visual Grading Analyse bewertet. Dabei wurden Regions of Interests (ROIs) für verschiedene Organe festgelegt, darunter die Brustmuskulatur (drei ROIs), das Herz (jeweils eine ROI pro Ventrikel), die Leber (vier ROIs, unter Ausschluss größerer Gefäße), die Niere (je eine ROI in der Rindenregion beidseits) und die Aorta (eine ROI). Die HU-Werte der TNC-Serie wurden von denen der entsprechenden VNC-Serie abgezogen und anschließend die Differenz betrachtet. Basierend auf zuvor veröffentlichen Studien wurde eine Differenz von weniger als 10 HU als unbedeutend angesehen, während eine Differenz von mehr als 10 HU, und damit auch eine Differenz von mehr als 15 HU, als signifikant betrachtet wurde. In diesen Fällen wurden die beiden Verfahren als nicht gleichwertig definiert. Anschließend wurden 5-Punkte-Skalen angewandt, um Bildqualität, Bildrauschen, Auftreten von Artefakten sowie damit einhergehende Limitationen für den klinischen Einsatz allgemein und ausgewählte Organe (Leber, Lunge, Herz, Knochen) im Speziellen zu evaluieren.

Die vorliegende Arbeit konnte demonstrieren, dass eine Spektral-CT-Angiographie effektiv und sicher mit dem in dieser Arbeit entwickelten Protokoll durchgeführt werden kann. Die Ergebnisse zeigen dabei, dass VNC-Bilder, die auf einem detektorbasierten Dual-Layer Spektral-CT basieren, weder vergleichbare CT-Werte noch eine ähnliche Bildqualität im Vergleich zu TNC-Bildern liefern. Der Unterschied der CT-Zahlen zwischen TNC- und VNCBildern betrug in 60,3 % der ROIs mehr als 10 HU und in 51 % der ROIs mehr als 15 HU. Die Bildqualität der VNC-Bilder wurde mit einem Durchschnittswert von 2,90 bewertet, während TNC-Bilder mit einem Wert von 1,96 bewertet wurden. Mit abnehmendem Körpergewicht fiel die Bewertung der Leber, des Herzens, der Knochen und des Bildrauschens zusätzlich schlechter aus. Mit einem Wert von 2,46 wurden die knochenassoziierten Kriterien am schlechtesten bewertet.

Weitere Untersuchungen mit einer größeren Stichprobengröße, die sich auf andere und insbesondere körperlich größere Vogelarten konzentrieren, sind notwendig, um zu prüfen, ob unsere Ergebnisse auf andere Vogelarten übertragbar sind.

The computed tomographic (CT) evaluation of the heart and vessels, especially in combination with intravenous contrast medium, is a routine procedure in human medicine and is also widely used in small animal medicine. Computed tomographic angiography (CTA) is described in avian medicine, but is not yet in clinical use for diagnostic evaluation.

In the present study, an angiography protocol for single-source dual-layer CT was established, and TNC (true non-contrast) images obtained prior to the application of contrast material were compared with VNC (virtual non-contrast) images calculated from the spectral data. A CTA was performed on the sample for this study, which included sixteen birds (five African grey parrots, two Amazon parrots, one macaw, four pigeons, two chickens, one crow, and one common buzzard).

TNC and VNC images were compared quantitatively and qualitatively by evaluating the equivalence of the attenuation (HU) and using a visual grading characteristic. For this, regions of interests (ROIs) were placed on the pectoral muscle (three ROIs), the heart (each ventricle one ROI), the liver (four ROIs avoiding major blood vessels), the kidneys (cortex region, both sides one ROI each), and the aorta (one ROI). The HU of the TNC image was subtracted from the HU in the corresponding VNC image. The resulting difference was then evaluated. Based on previously published studies a difference smaller than 10 HU was considered insignificant, while a difference greater than 10 HU and 15 HU was considered significant. If the difference exceeded 10 HU then both methods were deemed unequal. Subsequently, a modified five-point scale from 1 to 5 was used to evaluate image quality, image noise, presence of artefacts, limitations for clinical use, and selected organs (liver, lung, heart, and bones).

The present study demonstrated that a spectral CT angiography was successfully and safely performed with the protocol developed in this study. Results showed that VNC images based on a detector-based dual-layer CT do not provide similar CT values or image quality compared to TNC images. The difference between TNC and VNC images was greater than 10 HU in 60.3 % of all ROIs and greater than 15 HU in 51 % of all ROIs. Image quality of VNC images obtained an average score of 2.9, while TNC images obtained an average score of 1.96. The scoring for the liver, heart, bone, and image noise worsens with decreasing body weight. The bone evaluation obtained an average score of 2.46, which is the poorest score of all organ average scores.

Further research utilising a bigger sample size and patients of larger sizes is required to determine if the results of this study can be applied to different avian species.