Einfluss deep-learning-basierter Bildrekonstruktion auf den koronaren Kalkscore

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)

Fragestellung: Deep-learning-basierten Rekonstruktionstechniken (DLIR) können die Bildqualität in der CT erheblich verbessern & eine Dosisreduktion ermöglichen. Der Einfluss von DLIR auf den koronaren Kalkscore ist nicht hinreichend untersucht, um eine klinische Anwendung zu ermöglichen. Ziel dieser Studie war, das Potenzial von DLIR im Vergleich zu iterativen Verfahren (ASIR) sowie gefilterter Rückprojektion (FBP) beim Kalkscore zu ermitteln.

Methoden: In einer retrospektiven Patientenstudie wurden 100 Herz-CT Daten analysiert. In einer Phantomstudie wurde ein Thoraxphantom inklusive Kalzium-Scoring Phantom bei verschiedenen Röhrenströmen (200, 100, 50 mA) untersucht. Sämtliche CT-Daten wurden mithilfe von FBP sowie jeweils 3 Abstufungen von ASIR-V (30%, 60% und 90%) und DLIR (low (L), medium (M) und high (H)) rekonstruiert. Anschließend erfolgte die Quantifizierung des Koronarkalks & die Einteilung der Patienten in sechs Risikokategorien basierend auf dem Agatston-Score.

Ergebnisse: Die 100 Patienten (40% weiblich) hatten ein Durchschnittsalter von 62 (± 10) Jahren, einen mittelern BMI von 26,5. Der mittlere CTDI betrug 2,8 mGy & das DLP 45 mGy*cm. Insgesamt zeigten die DLIR eine leichte Unterschätzung des Agatston Scores, die Unterschätzung war jedoch geringer als bei ASIR. Die beste Übereinstimmung der quantitativen Ergebnisse mit dem Goldstandard zeigte DLIR-L. In der Phantomstudie konnte mittels DLIR eine Reduktion der Strahlendosis von 75% bei gleichzeitig guter Korrelation des Agatston Scores mit FBP erreicht werden. Das Bildrauschen sank bei DLIR im Vergleich zu FBP um 50% ab.

Schlussfolgerung: Deep learning basierte Rekonstruktionstechniken können in Zukunft Kalzium Scoring CT-Untersuchungen mit einer deutlich verringerten Strahlendosis ermöglichen.

Abb.1: Beispiele der Kalkscoredarstellung bei verschiedenen Rekonstruktionstechniken: a = FBP, b-d = ASIR-V (30%, 60% und 90%), e-g = DLIR ( low, medium und high). Links = Patient, Rechts = Thorax Phantom