Cette thèse est une contribution au problème de détection de fines structures tubulaires dans une image2-D ou 3-D. Nous avons plus précisément en vue le cas des images angiographiques. Celles-ci étant bruitées, les vaisseaux ne se détachent pas nettement du reste de l’image, la question est donc de segmenter avec précision le réseau sanguin. Le cadre théorique de ce travail est le calcul des variations eten particulier l'énergie de Mumford-Shah. Cependant, ce modèle n'est adapté qu'à la détection de structures volumiques étendues dans toutes les directions de l’image. Le but de ce travail est donc deconstruire une énergie qui favorise les ensembles qui ne sont étendus que dans une seule direction, cequi est le cas de fins tubes. Pour cela, une nouvelle inconnue est introduite, une métrique Riemannienne,qui a pour but la détection de la structure géométrique de l’image. Une nouvelle formulation de l’énergie de Mumford-Shah est donnée avec cette nouvelle métrique. La preuve de l'existence d'une solution au problème de la minimisation de l’énergie est apportée. De plus, une approximation par gamma-convergence est démontrée, ce qui permet ensuite de proposer et de mettre en oeuvre une implémentation numérique. / This thesis is a contribution to the fine tubular structures detection problem in a 2-D or 3-D image. We arespecifically interested in the case of angiographic images. The vessels are surrounded by noise and thenthe question is to segment precisely the blood network. The theoretical framework of our work is thecalculus of variations and we focus on the Mumford-Shah energy. Initially, this model is adapted to thedetection of volumetric structures extended in all directions of the image. The aim of this study is to buildan energy that favors sets which are extended in one direction, which is the case of fine tubes. Then, weintroduce a new unknown, a Riemannian metric, which captures the geometric structure at each point ofthe image and we give a new formulation of the Mumford-Shah energy adapted to this metric. Thecomplete analysis of this model is done: we prove that the associated problem of minimization is wellposed and we introduce an approximation by gamma-convergence more suitable for numerics. Eventually,we propose numerical experimentations adapted to this approximation.

Vu le caractère non-invasif des procédures d’électrophysiologie interventionnelle, la visualisation de régions anatomiques d'intérêt et une orientation adéquate en cours de procédure sont nécessaires. L'objectif de cette thèse est d'étudier, d'optimiser et d'étendre l’utilisation des modalités d'imagerie radiographique. La dose de radiation effective (ED) est calculée d’une façon spécifique au patient pour l’angiographie rotationnelle 3D (3DRA) et il est démontré qu'en ajustant l’acquisition en 3DRA et en fluoroscopie, une réduction de dose importante est possible sans compromettre la qualité d’image nécessaire à la procédure. Un protocole d'acquisition et post traitement pour obtenir une imagerie dynamique basée sur le 3DRA est présenté,permettant une réduction du bruit d'image et une segmentation d'images automatique. L'extraction d'informations dynamiques, structurelles et fonctionnelles à partir d'images MDCT, relatives à la gestion de la fibrillation auriculaire (FA) est étudiée. La fonction auriculaire globale est examinée et des cartes de mouvement régional et de tissu adipeux épicardique sont produites et liés à la FA à différents stades. Une méthode automatisée est présentée pour mesurer l’orifice de l’appendice auriculaire gauche au long du cycle cardiaque et pour optimiser le déploiement de dispositifs de fermeture. Optimiser l’usage des rayons X, les protocoles d'acquisition et les méthodes de post traitement d’images, permet d’obtenir des informations supplémentaires pertinentes aux procédures d'électrophysiologie interventionnelle depuis les modalités d'imagerie radiographiques sans compromettre la qualité d’image ou le flux de travail procédural. / Due to their non-invasive character, interventional electro physiological procedures require visualisation of anatomical regions of interest and adequate guidance of procedural manoeuvres. The aim of this thesis was to study, optimise and expand the use of radiographic imaging modalities. The first part focuses on the influence of C-arm system image acquisition parameters on radiation dose incurred by the patient. We developed a patient-specific way to calculate effective dose (ED) in 3Drotational angiography (3DRA) and showed in 3DRA and fluoroscopy that by applying adequate protocol adjustments, an important dose reduction could be obtained without compromising necessary image quality. The second part focuses on the development and validation of an acquisition and post-processing protocol for dynamic imaging using 3DRA. This method enables automatic image noise reduction and image segmentation. The third part focuses on the extraction of dynamic,structural and functional information from MDCT images, relevant to management of atrial fibrillation (AF). We studied atrial function and generated maps of regional atrial motion and epicardial adipose tissue and related them to AF burden. We also developed an automated method to measure LA appendage orifice dimensions through out the cardiac cycle to optimise measurements for deployment of closure devices.Overall we demonstrate that by optimising radiation usage, acquisition protocols and image post-processing methods, additional information relevant to interventional electrophysiological procedures can be extracted from radiographic imaging modalities without compromising image quality or procedural workflow.

L'anévrisme cérébral est une région fragile de la paroi d'un vaisseau sanguin dans le cerveau, qui peut se rompre et provoquer des saignements importants et des accidents vasculaires cérébraux. La segmentation de l'anévrisme cérébral est une étape primordiale pour l'aide au diagnostic, le traitement et la planification chirurgicale. Malheureusement, la segmentation manuelle prend encore une part importante dans l'angiographie clinique et elle est devenue couteuse en temps de traitement étant donné la gigantesque quantité de données générées par les systèmes d'imagerie médicale. Les méthodes de segmentation automatique d'image constituent un moyen essentiel pour faciliter et accélérer l'examen clinique et pour réduire l'interaction manuelle et la variabilité inter-opérateurs. L'objectif principal de ce travail de thèse est de développer des méthodes automatiques pour la segmentation et la mesure des anévrismes. Le présent travail de thèse est constitué de trois parties principales. La première partie concerne la segmentation des anévrismes géants qui contiennent à la fois la lumière et le thrombus. La méthode consiste d'abord à extraire la lumière et le thrombus en utilisant une procédure en deux étapes, puis à affiner la forme du thrombus à l'aide de la méthode des courbes de niveaux. Dans cette partie, la méthode proposée est également comparée à la segmentation manuelle, démontrant sa bonne précision. La deuxième partie concerne une approche LBM pour la segmentation des vaisseaux dans des images 2D+t et de l'anévrisme cérébral dans les images en 3D. La dernière partie étudie un modèle de segmentation 4D en considérant les images 3D+t comme un hypervolume 4D et en utilisant un réseau LBM D4Q81, dans lequel le temps est considéré de la même manière que les trois autres dimensions pour la définition des directions de mouvement des particules dans la LBM, considérant les données 3D+t comme un hypervolume 4D et en utilisant un réseau LBM D4Q81. Des expériences sont réalisées sur des images synthétiques d'hypercube 4D et d'hypersphere 4D. La valeur de Dice sur l'image de l'hypercube avec et sans bruit montre que la méthode proposée est prometteuse pour la segmentation 4D et le débruitage. / Cerebral aneurysm is a fragile area on the wall of a blood vessel in the brain, which can rupture and cause major bleeding and cerebrovascular accident. The segmentation of cerebral aneurysm is a primordial step for diagnosis assistance, treatment and surgery planning. Unfortunately, manual segmentation is still an important part in clinical angiography but has become a burden given the huge amount of data generated by medical imaging systems. Automatic image segmentation techniques provides an essential way to easy and speed up clinical examinations, reduce the amount of manual interaction and lower inter operator variability. The main purpose of this PhD work is to develop automatic methods for cerebral aneurysm segmentation and measurement. The present work consists of three main parts. The first part deals with giant aneurysm segmentation containing lumen and thrombus. The methodology consists of first extracting the lumen and thrombus using a two-step procedure based on the LBM, and then refining the shape of the thrombus using level set technique. In this part the proposed method is also compared with manual segmentation, demonstrating its good segmentation accuracy. The second part concerns a LBM approach to vessel segmentation in 2D+t images and to cerebral aneurysm segmentation in 3D medical images through introducing a LBM D3Q27 model, which allows achieving a good segmentation and high robustness to noise. The last part investigates a true 4D segmentation model by considering the 3D+t data as a 4D hypervolume and using a D4Q81 lattice in LBM where time is considered in the same manner as for other three dimensions for the definition of particle moving directions in the LBM model.

Le devenir des branches artérielles émergentes de la proximité d’un anévrysme intracrânien et couvertes par un stent à diversion de flux lors le traitement de l’anévrysme reste controversé. Une recherche animalière de caractère translationnel a été conduite afin d’élucider le rôle du flux collatéral dans les changements hémodynamiques apportés par un stent a diversion de flux. La couverture néointimale relative aux modifications hémodynamiques aux ostia de ces artères a été également évaluée. Pour atteindre notre objectif, nous avons cherché à quantifier les changements hémodynamiques dans les artères couvertes à leurs origines et à quantifier leur surface de couverture par le tissu endothélial à 3 mois après le placement du stent à diversion de flux dans un modèle animal porcin.Méthodes Suivant une analyse de pouvoir statistique a priori, deux groupes (A, B), chacun contenant sept porcs de race large white, ont été créés, suivant un modèle de flux de circulation artérielle terminale ou anastomotique. Groupe A correspondait à une configuration artérielle de type anastomotique pour l’artère Pharyngienne ascendante droite et groupe B à une configuration terminale concernant la même branche ; cette configuration terminale a été créée par l’occlusion endovasculaire sélective des apports artériels collatéraux pour le territoire de suppléance de l’artère Pharyngienne ascendante droite. Ensuite, pour chacun des 14 animaux, un stent à diversion de flux a été placé dans la carotide interne droite couvrant ainsi l’ostium de l’artère pharyngienne ascendante homolatérale. Pour mesurer les vélocités à l’origine de cette artère, une séquence IRM de contraste de phase tridimensionnelle avec une résolution temporelle (4D) a été utilisée. Des valeurs ont été obtenues avant et après stenting. Trois mois plus tard, un travail de prélèvement anatomique suivi d’une analyse par microscopie à balayage anatomique a été a été réalisé. Une quantification surfacique a été ainsi obtenue permettant de déterminer la perméabilité des ostia des artères pharyngienne ascendante. Les données ont été ainsi analysées grâce à des tests de statistique descriptive et comparative des deux groupes prédéterminés. Des tests paramétriques et non paramétriques ont également été obtenus. Résultats La faisabilité a pu être obtenue dans tous les spécimens utilisés. Nous n’avons déploré aucune mortalité immédiate ni aucune occlusion intra-stent relatives à la procédure. Les séquences IRM de diffusion ont témoigné de l’absence d’ischémie distale à la phase aigue après la mise en place du stent, Immédiatement, en post stenting, le flux moyen dans les artères pharyngiennes ascendantes droites du groupe a été réduit d’une façon significative, quand on le compare à la valeur moyenne en pré- stenting [P = 0.0008, pouvoir statistique: 0.9548]. Au contraire, le flux moyen dans les artères pharyngiennes ascendantes droites du groupe B est resté comparable à la valeur moyenne pré- stenting. Apres trois mois de suivi, la valeur moyenne de surface perméable était significativement plus élevée dans le groupe B (527,911 ± 306,229 μm2) que dans le groupe A (89,329 ± 59,762 μm2) [P< 0.01, power: 1.00], malgré la similarité les dimensions artérielles initiales (pré-stenting) dans les deux groupes. Une corrélation positive significative a été retrouvée entre les deux groupes concernant le flux moyen post stenting et la surface moyenne de couverture aux ostia, à trois mois de suivi. / The outcome of jailing arterial branches that emerge near intracranial aneurysms during flow-diverting stent deployment remains controversial. We report an animal research study aiming to elucidate the role of collateral supply in the hemodynamic changes and neointimal modifications resulting from jailing arteries with flow-diverting stents. To serve this purpose, we sought to quantify the hemodynamic changes at the jailed arterial branches immediately after stenting, as well as quantify the ostia surface values at three months post-stenting, in the presence or absence of collateral arterial flow. Methods After a priori power analysis, two groups (A, B), each containing seven large white swine, were created according to an animal flow model for terminal and anastomotic arterial circulation. Group A corresponded to an arterial configuration with anastomotic type of arterial supply for the territory of the right Ascending Pharyngeal artery (APhA) and group B to an arterial configuration of terminal type of arterial supply for the territory of the right APhA. Subsequently, all animals were stented by flow-diverting stents, jailing the right ascending pharyngeal arteries. Mean flow rates and velocities inside the jailed branches were quantified before and after stenting by time-resolved, 3D, phase contrast MRA. After three months the jailed ostia surface values were quantified on scanning electron microscopic images. The data were analyzed using descriptive statistics and group comparisons with parametric and non-parametric tests.Results Endovascular procedures were feasible, without in situ thrombus formation or ischemic DWI findings on post-procedure MRIs. Immediately following stenting, mean flow rate values at the jailed right ascending pharyngeal arteries were reduced in group A, as compared to the pre-stenting values [P = 0.0008, power: 0.9548]. In contrast, mean flow rates for group B remained similar to the pre-stenting values. At three months post-stenting, mean ostia surface values were significantly higher for group B (527,911 ± 306,229 μm2) than for group A (89,329 ± 59,762 μm2) [P< 0.01, power: 1.00], even though the initial dimensions of the jailed ostia were similar between groups. A statistically significant correlation was found between group (A or B), mean flow rates post-stenting and ostia surface values at three months. ConclusionWhen important collateral supply was present, jailing side arteries with flow-diverters resulted in an immediate, significant reduction in flow rate inside these arteries, as compared to the pre-stenting values. In contrast, when competitive flow was absent, jailing did not result in significant flow rate reductions inside the jailed arteries. Ostium surface values at three months were significantly higher in the terminal group of jailed arteries, compared to the anastomotic group and strongly correlated with the velocity value reductions post- stenting. Key words: flow-diverting stent, collateral arteries, endothelialization, ostium, embolization, magnetic resonance angiography, magnetic resonance imaging

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INTRODUCTION Les anévrismes cérébraux représentent une condition potentiellement mortelle. Ils sont traités par voie chirurgicale (« clipping ») ou endovasculaire (dont le « coiling »), et plusieurs essais cliniques randomisés comparant ces traitements utilisent les résultats angiographiques comme mesure du succès du traitement. Le développement d'une classification standardisée et applicable aux deux traitements et aux trois modalités angiographiques (conventionnelle, angioscan et angio-IRM) est nécessaire. Nos objectifs furent de revoir systématiquement les classifications existantes, d’évaluer la fiabilité inter/intra-observateur d’une nouvelle classification angiographique commune, et d’en vérifier la pertinence clinique. MÉTHODES Deux revues systématiques furent effectuées dans 5 bases de données pour recenser les classifications (et leur fiabilité, lorsque rapportée) pour chaque traitement. Les résultats d’angiographie conventionnelle post-clipping (n=30) ou coiling (n=30) de 60 patients furent évalués de manière indépendante, à l’aide d’une nouvelle classification à 3 catégories, par 19 cliniciens ayant diverses pratiques et expériences. Les observateurs devaient également indiquer la prise en charge clinique appropriée pour chaque cas: un suivi espacé, étroit, ou un retraitement. Quinze lecteurs ont procédé à une 2e évaluation des cas (présentée selon un ordre permuté) à 1 mois d’écart. Le même travail fut reconduit, dans un deuxième temps, par 24 observateurs avec 60 cas évalués par angioscan (n=30) ou angio-IRM (n=30). Les accords inter/intra-observateurs furent estimés avec la statistique Alpha de Krippendorff (aK); la corrélation entre le choix de classe et la prise en charge fut calculée avec un test V de Cramer. RÉSULTATS Soixante-dix classifications (44 post-clipping, 26 post-coiling) furent recensées dans la littérature. La fiabilité variait de 0.12 à 1.00, avec une hétérogénéité significative en termes d’observateurs et de patients. L’accord inter-observateur pour la classification retenue était substantiel pour les résultats d’angiographie conventionnelle (aK=0.76; 0.67–0.83) et des autres modalités (aK=0.63; 0.55–0.70); peu importe le traitement, la spécialité ou l’expérience des évaluateurs. La classe est fortement corrélée à la prise en charge (V de Cramer de 0,77 à 0,80 selon la modalité angiographique; p<0,001). CONCLUSION La classification proposée est fiable et pertinente cliniquement. Elle servira d’outil valide pour évaluer les résultats angiographiques d’anévrismes dans les futurs essais cliniques comparant les deux traitements, peu importe la modalité d’imagerie utilisée. / INTRODUCTION Intracranial aneurysms are a medical condition associated with serious morbidity and mortality when ruptured. They are mainly treated with surgical clipping or endovascular coiling, and randomized clinical trials comparing both treatments often use angiographic results as a surrogate outcome of treatment success. The development of a standardized, reliable method to report angiographic results, applicable to both treatments using any angiographic modality (Conventional [CA], Computed tomography [CTA], or magnetic resonance [MRA] angiography) is needed. We sought to systematically review existing methods of classifying treated aneurysms and to assess the inter-/intra-rater reliability of a new angiographic grading scale, as well as its clinical relevance. METHODS We conducted two separate systematic reviews in 5 databases to collect post-clipping and post-coiling grading scales, along with their reliability when reported. The CA of 60 cases of clipped (n=30) and coiled (n=30) aneurysms were independently evaluated by 19 raters of various backgrounds and experiences using a new 3-grade scale. Raters were also asked how they would manage each case (delayed, close follow-up, or retreatment). Fifteen raters performed a 2nd evaluation of the same cases (in a permuted order) at least one month apart. The same methodology was used to study the reliability of the scale when 60 noninvasive angiography cases of clipped (30 CTA) or coiled (30 MRA) aneurysms were evaluated by 24 raters. Inter and intra-rater agreements were assessed using Krippendorff’s Alpha statistics (aK), and the relationship between occlusion grade and clinical management using Cramer’s V test. RESULTS The systematic reviews found 70 grading scales (44 post-clipping, 26 post-coiling) with significant heterogeneity in terms of reliability (kappa values from 0.12 to 1.00), raters, and patients. Overall inter-rater agreement for the grading scale was substantial for CA results (aK=0.76; 0.67–0.83) as well as for noninvasive results (aK=0.63; 0.55–0.70); regardless of background, experience, or treatment used. A strong relationship was found between angiographic grades and management decisions (V=0.80±0.12 for CA; V=0.77±0.14 for CTA/MRA [p<0.001]). CONCLUSION A standardized 3-grade scale was found to be a reliable and clinically meaningful tool to compare the results of clipping and coiling of aneurysms using any angiographic modality. It could be used as a valid tool to adjudicate results of comparative randomized trials, and to standardize the reporting of aneurysm treatments.

Einleitung: Die schnelle Detektion und genaue Beurteilbarkeit (Charakterisierung) von rupturierten, zerebralen Aneurysmen ist entscheidend für die Wahl der adäquaten endovaskulären oder neurochirurgischen Intervention (Therapie), um Patienten mit akuter Subarachnoidalblutung (SAB) eine möglichst gute Prognose zu verschaffen. Es war das Ziel der Studie zu untersuchen, ob und wie weit die Knochensubtraktions-CT-Angiografie (CT-DSA), bereits mit einem relativ alten 16-Kanal-MSCT in der Lage ist die invasive Digitale Subtraktionsangiografie (DSA; Goldstandard) hinsichtlich der Detektion, morphologischer Charakterisierung und letztendlich Therapieentscheidung zu ersetzen und damit den klinischen Pfad dieser Patienten zu beeinflussen. Methodik: Zu diesem Zweck untersuchten wir 116 Patienten mit akuter SAB vor der intrakraniellen Aneurysmatherapie. Die SAB Patienten wurden jeweils erst mit 16-Kanal-MSCT Angiografie und verbesserter, automatisierter Knochensubtraktion untersucht. Der verbesserte CT-DSA Algorithmus beinhaltet eine block- oder scheibenweise Patienten Bewegungskorrektur und eine lokal adaptierbare 3D dilatierte Knochenmaske. Die lokale Adaption der Maske wurde für eine präzisere Knochensubtraktion an der Grenze von Gefäß zu Knochen entwickelt. Danach wurde die konventionelle DSA angewandt. Zwei erfahrene Neuroradiologen beurteilten die CT-DSA und die DSA Daten unabhängig voneinander. Es wurde die Genauigkeit der verbesserten CT-DSA Methode für die Detektion, morphologische Charakterisierung sowie die Vermessung der Aneurysmadimensionen bestimmt. Im Fall von Uneinigkeit wurde ein Ergebnis im Konsens ermittelt. Zudem wurde die Röntgendosis beider Methoden für die Diagnostik von Aneurysmen verglichen. Ergebnisse: Mit der DSA wurden in 71 Patienten 74 Aneurysmen entdeckt. Achtundsechzig Patienten hatten 1 und 3 Patienten zwei Aneurysmen. Mit den CT-DSA Daten konnten 73 der 74 in der DSA delektierten Aneurysmen gefunden werden. Hier hatten 66 Patienten 1 und 4 Patienten 2 Aneurysmen. Mit der CT-DSA wurde noch ein weiteres kleines Aneurysma detektiert. Die Auswertung per Aneurysma, für die Sensitivität, Spezifität, den negativen und positiven Vorhersagewert, zeigte für die CT-DSA jeweils 99% und 100%, sowie 100% und 98%. Für kleine Aneurysmen, ≤3,0 mm betrug die Sensitivität 94%, mit einem 95%-Konfidenzintervall zwischen 73%–99%. Längenmessungen mit der CT-DSA waren ebenso genau wie bei der DSA und stimmten bei kleineren Messungen sogar noch besser überein als bei größeren. Die CT-DSA Fundus/Hals-Verhältnisse lagen mit 0,03 (ca. 2%) unter denen der DSA. Das Dosis-Längen-Produkt für die CT-DSA lag bei 565 mGy × cm ±201 [SD] und für die DSA bei 1.609 mGy × cm ±1.300 [SD]. Diskussion: Die CT-Angiografie mit 16-Kanal-MSCT und modernen Knochen-subraktionsalgorithmen ist für die Detektion von zerebralen Aneurysmen bei Patienten mit akuter SAB ebenso genau wie die DSA. Sie erzielt ähnliche Ergebnisse für die Aneurysmamorphologie und -abmessungen. Diese gilt selbst für schädelbasisnahe und kleine Aneurysmen oder bei Patientenbewegung. In Fällen, in denen die erste CT-DSA die Ursache der SAB nicht zeigt, ist es nicht mehr zwingend notwendig eine DSA durchzuführen. Eine zweite CT-DSA ist ausreichend. Weiterhin benötigt die CT-DSA bis zu 65% weniger Röntgendosis für die Diagnose als die DSA. Zudem ist die Diagnose mit der CT-DSA in kürzerer Zeit und für den Patienten risikoärmer, weil nichtinvasiv. Schlussfolgerung: Die CT-DSA mit einem verbesserten Algorithmus, der Bewegungsartefakte und artifizielle Stenosen an der Grenze von Gefäß zu Knochen minimierte, zeigt in Verbindung mit einem 16-Kanal-MSCT eine diagnostische Äquivalenz zur DSA. Diese Tatsache und die zusätzlich deutlich geringere Röntgenstrahlenbelastung sprechen dafür, die DSA Diagnostik bei Patienten mit spontaner SAB durch die schnellere und schonendere CT-DSA zu ersetzten. Damit kann die CT-DSA Therapieentscheidungen schneller, schonender, kostengünstiger und zielgerichteter herbeiführen. Bei der Einführung dieses Verfahrens ist weniger auf die eingesetzte CT-Technologie (16-, 64-, 320-Zeilen oder Zwei-Röhren MSCT) als auf den Einsatz der aktuellsten Knochensubtraktions-Technologie sowie ein angemessenes Training (Erfahrung) des Befunders zu achten.:1 Einleitung 1 1.1 Ätiologie der Subarachnoidalblutung (SAB) 1 1.2 SAB Pathogenese 2 1.3 SAB Epidemiologie 4 1.4 SAB Risikofaktoren 4 1.5 SAB Grading 5 1.6 SAB Letalität 5 1.7 SAB Diagnostik 6 1.7.1 Invasive Digitale Subtraktionsangiografie (DSA) 6 1.7.2 Nichtinvasive Mehrschicht-Computertomografie (CT) 10 1.8 Aneurysma Therapie 15 1.9 Zielsetzung 17 2 Patienten und Methoden 20 2.1 Patienten 20 2.2 Ein – und Ausschlusskriterien 20 2.3 Nativ-CT und CT-DSA 22 2.3.1 Nativ-CT Technik 22 2.3.2 CT-DSA Technik 22 2.3.3 Prototypische, automatisierte CT-DSA Auswertung 24 2.4 Digitale Subtraktionsangiografie (DSA) 27 2.5 Vermessung der Aneurysmen 27 2.6 Vergleich der Messmethoden 29 2.7 Befundungsqualität der Untersucher 29 2.8 Beurteilung der Ergebnisse 29 2.9 Beurteilung der Strahlenbelastung 30 2.10 Statistische Methoden 31 2.10.1 Fallzahlplanung 32 2.10.2 Diagnostische Genauigkeit 33 2.10.3 Methodenvergleich 34 2.10.4 Inter- und Intraobserver-Variabilität 35 3 Ergebnisse 36 3.1 Patienten 36 3.2 Nativ-CT 36 3.3 CT-DSA 36 3.4 DSA - Referenz für die Aneurysmadetektion 42 3.5 Vergleich CT-DSA mit DSA 45 3.5.1 CT-DSA Genauigkeit 45 3.5.1.1 Basierend auf prospektiver DSA 45 3.5.1.2 Basierend auf retrospektiver DSA 47 3.5.2 Aneurysma-Messergebnisse 49 3.5.3 Untersucher und Aneurysma-Konfiguration 59 3.5.4 Röntgendosis 59 3.5.5 Bildinterpretationszeiten 60 4 Diskussion 61 4.1 CT-DSA Genauigkeit für den Aneurysmanachweis 61 4.1.1 Besonderheiten der CT-DSA Anwendung 63 4.1.2 Besonderheit der CT-DSA Prototypen Software 63 4.2. CT-DSA Informationen als alleinige Planungsbasis für neurochirurgische oder endovaskuläre Eingriffe 64 4.3 Robustheit und Reproduzierbarkeit 67 / Background and purpose: Detection and evaluation of ruptured aneurysms is critical for choosing an appropriate endovascular or neurosurgical intervention (therapy) in patients with acute subarachnoid hemorrhage (SAH). Our aim was to assess whether 16-detector row multislice CT (MSCT) bone-subtraction CTA is capable of guiding treatment for cerebral aneurysms in patients with acute SAH and could replace DSA – the current reference standard. Materials and methods: In a prospective study, 116 consecutive patients with SAH were examined with 16–detector row MSCT with an advanced bone-subtraction CTA prototype and DSA before intracranial aneurysm treatment. The advancements of the prototype CT-DSA algorithm were a slab-based patient motion correction and a locally optimized 3D dilated bonemask. The local adaption of the bone mask was designed for more precise bone subtraction at bone-to-vessel interfaces. Two independent neuroradiologists reviewed the bone-subtraction CTA blinded to DSA. The accuracy of the advanced bone-subtraction CTA for aneurysm detection, morphological characterization and the measurement of aneurysm dimensions were determined. In case of disagreement the result was attained in consensus. Additionally the radiation doses of the 2 diagnostic imaging modalities compared. Results: Seventy-one patients (61%) had 74 aneurysms on DSA. Sixty-eight patients had 1 and 3 patients 2 aneurysms. Bone-subtraction CTA detected 73 of these aneurysms. With CT-DSA 66 patients had 1 and 4 patients 2 aneurysms. CT-DSA discovered an additional small aneurysm. On a per-aneurysm basis, sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values for bone-subtraction CTA were 99%, 100%, and 100% and 98%, respectively. For aneurysms of ≤3 mm, sensitivity was 94% (95% CI, 73%–99%). Length measurements with bone-subtraction CTA were as exact as the DSA measurements and agreed even better for small measurements than for larger ones. CT-DSA dome-to-neck ratios were on average 0.03 smaller (2%) than with DSA. Dose-length product was 565 mGy × cm ±201 [SD] for bone-subtraction CTA and 1.609 mGy × cm ±1.300 [SD ]for DSA.   Discussion: 16–detector row MSCT with advanced bone-subtraction CTA is as accurate as DSA in detecting cerebral aneurysms after SAH, provides similar information about aneurysm configuration and measures. This is even true for small aneurysms adjacent to bony structures (e.g. the base of the scull) or under patient motion. In SAB patients in whom the initial CT-DSA doesn’t show the root cause of the SAH, a DSA is not imperative any longer. In this case a second CT-DSA is sufficient. Additionally the CT-DSA reduces the average effective radiation dose for vascular diagnostics by 65%. Furthermore the CT-DSA-based diagnosis can be performed in shorter time and at less patient risk due to its non-invasive nature. Conclusion: The advanced CT-DSA algorithm - that minimized patient motion and artificial stenosis at the bone-to-vessel interfaces - in combination with commonly available 16-detector row MSCT demonstrated diagnostic equivalence in comparison to the DSA reference. Diagnostic equivalence in association with dose reduction suggests replacing DSA with the faster and more patient friendly bone-subtraction CTA in the diagnostic work-up of spontaneous SAH. Thus CT-DSA can accelerate targeted therapy decisions more cost effective and at less risk for the patient. Using the latest and appropriate subtraction technology and ensuring adequate training (reader experience) is more relevant than the used CT-technology (16-, 64-, 320-detector row or dual source MSCT) when introducing CT-DSA protocols.:1 Einleitung 1 1.1 Ätiologie der Subarachnoidalblutung (SAB) 1 1.2 SAB Pathogenese 2 1.3 SAB Epidemiologie 4 1.4 SAB Risikofaktoren 4 1.5 SAB Grading 5 1.6 SAB Letalität 5 1.7 SAB Diagnostik 6 1.7.1 Invasive Digitale Subtraktionsangiografie (DSA) 6 1.7.2 Nichtinvasive Mehrschicht-Computertomografie (CT) 10 1.8 Aneurysma Therapie 15 1.9 Zielsetzung 17 2 Patienten und Methoden 20 2.1 Patienten 20 2.2 Ein – und Ausschlusskriterien 20 2.3 Nativ-CT und CT-DSA 22 2.3.1 Nativ-CT Technik 22 2.3.2 CT-DSA Technik 22 2.3.3 Prototypische, automatisierte CT-DSA Auswertung 24 2.4 Digitale Subtraktionsangiografie (DSA) 27 2.5 Vermessung der Aneurysmen 27 2.6 Vergleich der Messmethoden 29 2.7 Befundungsqualität der Untersucher 29 2.8 Beurteilung der Ergebnisse 29 2.9 Beurteilung der Strahlenbelastung 30 2.10 Statistische Methoden 31 2.10.1 Fallzahlplanung 32 2.10.2 Diagnostische Genauigkeit 33 2.10.3 Methodenvergleich 34 2.10.4 Inter- und Intraobserver-Variabilität 35 3 Ergebnisse 36 3.1 Patienten 36 3.2 Nativ-CT 36 3.3 CT-DSA 36 3.4 DSA - Referenz für die Aneurysmadetektion 42 3.5 Vergleich CT-DSA mit DSA 45 3.5.1 CT-DSA Genauigkeit 45 3.5.1.1 Basierend auf prospektiver DSA 45 3.5.1.2 Basierend auf retrospektiver DSA 47 3.5.2 Aneurysma-Messergebnisse 49 3.5.3 Untersucher und Aneurysma-Konfiguration 59 3.5.4 Röntgendosis 59 3.5.5 Bildinterpretationszeiten 60 4 Diskussion 61 4.1 CT-DSA Genauigkeit für den Aneurysmanachweis 61 4.1.1 Besonderheiten der CT-DSA Anwendung 63 4.1.2 Besonderheit der CT-DSA Prototypen Software 63 4.2. CT-DSA Informationen als alleinige Planungsbasis für neurochirurgische oder endovaskuläre Eingriffe 64 4.3 Robustheit und Reproduzierbarkeit 67

Hintergrund und Fragestellung Um den Zeitpunkt des Beginns der Datenakquisition bei der CT-Koronarangiographie festzulegen, bietet die Methode des Bolus-Trackings eine weit verbreitete Möglichkeit. Hierfür muss eine sogenannte Region of Interest (ROI) festgelegt werden, in der die Kontrastmittelanflutung gemessen wird. Bisher wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Positionierungen dieser ROI auf die Bildqualität der Koronararterien (Hauptstamm der linken Koro-nararterie: LM; rechte Koronararterie: RCA) noch nicht systematisch untersucht. Zwei häufig verwendete Positionen sind der linke Herzvorhof (LV) und die Aorta ascendens (AA). Diese Positionierungen sollten in dieser Studie verglichen werden. Auch bei der Triple-Rule-Out-CT-Angiographie (TRO-CTA), in der zusätzlich zu den Koronararterien auch die Pulmonalarterien sowie die thorakale Aorta beurteilt werden sollen, kommt das Bolus-Tracking zur Anwendung. Die ROI wird hierbei meist im linken Herzvorhof positioniert. Da bisher nicht gezeigt wurde, ob die Pulmonalarterien (rechte Pulmonalarterie: RPA; linke Pulmonalarterie: LPA) dadurch tatsächlich in besserer Qualität dargestellt werden, sollte auch diese Frage in der Studie beantwortet werden. Methode Alle Patienten der vorliegenden monozentrischen, retrospektiven Studie erhielten eine CT-Koronarangiographie im Step-and-Shoot-Modus zum Ausschluss einer koronaren Herzkrankheit bei intermediärem Risiko. Mittels Propensity-Score-Matching wurden insgesamt 192 Patienten für die Studie ausgewählt: je 96 mit Positionierung der ROI im linken Vorhof bzw. in der Aorta ascendens (122 männliche und 70 weibliche Patienten, Alter 21 bis 87 Jahre, Durchschnittsalter 61 Jahre). Um möglichst ähnliche Patientencharakteristika in beiden Gruppen zu erreichen, wurden beim Propensity-Score-Matching folgende Faktoren berücksichtigt: Geschlecht, Körpergröße, Körpergewicht und Herzfrequenz. Für die Beurteilung der Bildqualität wurden sowohl ein quantitativer als auch ein qualitativer Score verwendet. Bei der quantitativen Analyse wurden die Signalintensitäten sowie deren Standardabweichungen in den zu beurteilenden Strukturen gemessen und daraus die Signal-Rausch-Verhältnisse (SNR) errechnet. Die qualitative Auswertung wurde von zwei Fachärzten für Radiologie mit 10 bzw. 6 Jahren Erfahrung in der CT-Koronarangiographie unabhängig voneinander mit Hilfe einer 5-Punkte-Likert-Skala durchgeführt. So wurde zum einen die Qualität der Darstellung der Koronararterien verglichen, zum anderen die der Pulmonalarterien. Für die statistische Auswertung wurde der Wilcoxon-Test verwendet, um die quantitativen sowie qualitativen Scores beider Patientengruppen miteinander zu vergleichen. Außerdem wurde bezüglich der qualitativen Analyse die Interrater-Reliabilität mittels gewichtetem Cohens Kappa (κ) bestimmt. Zusätzlich wurde die Strahlenbelastung beider Gruppen durch die Betrachtung der Dosis-Längen-Produkte sowie die Berechnung der effektiven Dosen verglichen. Ergebnisse Bezüglich der Koronararterien fanden sich sowohl beim Vergleich der quantitativen (SNR AA 14.92 vs. 15.46; p = 0.619 | SNR LM 19.80 vs. 20.30; p = 0.661 | SNR RCA 24.34 vs. 24.30; p = 0.767) als auch der qualitativen Scores (4.25 vs. 4.29; p = 0.672) keine signifikanten Unterschiede in beiden Gruppen. Für die Darstellung der Pulmonalarterien hat die Position der ROI allerdings eine entscheidende Bedeutung. Bei einer Positionierung im linken Vorhof ergeben sich signifikant höhere quantitative (SNR RPA 8.70 vs. 5.89; p < 0.001 | SNR LPA 9.06 vs. 6.25; p < 0.001) und auch qualitative Scores (3.97 vs. 2.24; p < 0.001) als bei einer Positionierung in der Aorta ascendens. Bezüglich der Interrater-Reliabilität konnte in dieser Studie eine beachtliche Konkordanz bei der Analyse der Koronararterien (κ = 0.654) bzw. eine nahezu vollkommene Konkordanz bei der Analyse der Pulmonalarterien (κ = 0.846) festgestellt werden. Die Strahlenbelastung war in beiden Gruppen nahezu identisch (4.13 mSv vs. 4.13 mSv; p = 0.501). Schlussfolgerung Für CT-Angiographien mit ausschließlich koronarer Indikation bedeutet dieses Ergebnis, dass die Positionierung der ROI für das Bolus-Tracking in der Aorta ascendens bzw. im linken Herzvorhof zu gleichwertigen Ergebnissen bezüglich der Bildqualität führen und somit die aktuell von vielen Untersuchern bevorzugte Positionierung der ROI in der Aorta ascendens weiterhin angewendet werden kann. Außerdem wurde in dieser Studie nachgewiesen, dass eine Positionierung der ROI im linken Herzvorhof zu einer besseren Beurteilbarkeit der Pulmonalarterien führt und deshalb bei der TRO-CTA angewendet werden sollte. Das Ergebnis zeigt aber auch, dass diese bei der TRO-CTA übliche Positionierung im linken Herzvorhof die Abbildung der Koronararterien nicht beeinträchtigt und der Einsatzbereich der TRO-CTA somit weiter ausgedehnt werden kann. / Background, aims and objectives The bolus tracking technique is widely used for choosing the optimal starting point of data acquisition in coronary computed tomography angiography (CCTA) scans. It utilizes repeated scans at a predefined position in order to determine the concentration of contrast media in a region of interest (ROI). The scan starts automatically when a trigger threshold is reached. The effect by different ROI positioning on image quality in CCTA has not been systematically evaluated yet. In CCTA, the ROI may be positioned in the left atrium (LV) or the ascending aorta (AA). In triple-rule-out-CTA (TRO-CTA), which allows for the evaluation of the pulmonary arteries and the thoracic aorta in addition to the coronary arteries, the ROI is mostly positioned in the left atrium. This choice of ROI positioning is empirical and its effect on the contrast filling of the pulmonary arteries has not been studied systematically. In the current study we evaluated the effect of ROI positioning on image quality of the coronary arteries (left main coronary artery: LM; right coronary artery: RCA) and the pulmonary arteries (right pulmonary artery: RPA; left pulmonary artery: LPA), respectively. Method In the current monocentric retrospective study all patients underwent CCTA by step-and-shoot mode to rule out coronary artery disease at intermediate risk. We compared two groups of patients with ROI in the left atrium or the ascending aorta. Each group contained 96 patients, so overall 192 patients were included (122 male, 70 female, age 21 to 87 years, 61 years on average). To select pairs of patients with similar characteristics, propensity score matching was used. Matching criteria were height, body weight, sex and heart rate. To evaluate the image quality, we used quantitative and qualitative scores. Signal-to-noise ratio (SNR), defined as the quotient of the mean signal intensity and the standard deviation of signal intensity, represented the quantitative score. For generating the qualitative score, overall image quality was assessed independently by two radiologists with ten and six years of experience with CCTA, respectively, using a five point Likert scale. This way, we compared the quality of the depiction of the coronary arteries on the one hand and of the pulmonary arteries on the other hand. For statistical evaluation the Wilcoxon test was used to compare the quantitative and qualitative scores of the two groups. Regarding the qualitative analysis, interrater agreement was evaluated using weighted Cohens kappa. Furthermore the radiation exposure was compared by viewing the dose-length products provided by the scanner and calculating the effective doses from these. Results In terms of the coronary arteries, there was no significant difference between both groups regarding quantitative (SNR AA 14.92 vs. 15.46; p = 0.619 | SNR LM 19.80 vs. 20.30; p = 0.661 | SNR RCA 24.34 vs. 24.30; p = 0.767) or qualitative scores (4.25 vs. 4.29; p = 0.672), respectively. In terms of the pulmonary arteries, we can see significant higher quantitative (SNR RPA 8.70 vs. 5.89; p < 0.001 | SNR LPA 9.06 vs. 6.25; p < 0.001) and qualitative scores (3.97 vs. 2.24; p < 0.001) for bolus tracking positioning in the left atrium than for bolus tracking positioning in the ascending aorta. The calculation of the interrater reliability showed substantial agreement for the analysis of the coronary arteries (κ = 0.654) and almost perfect agreement for the analysis of the pulmonary arteries (κ = 0.846). The radiation exposure was almost identical in both groups of patients (4.13 mSv vs. 4.13 mSv; p = 0.501). Conclusion Bolus tracking positioning in the left atrium or the ascending aorta causes equivalent image quality of the coronary arteries, so that the current mostly preferred position for the exclusively consideration of the coronary arteries in the ascending aorta can be maintained. Positioning in the left atrium causes a significant higher image quality of the pulmonary arteries, therefore it should be used for TRO-CTA. In addition, the study shows that this for TRO-CTA mostly used position in the left atrium does not adversely affect depiction of the coronary arteries, if compared to conventional bolus tracking positioning in the ascending aorta. This implies that despite the improved depiction of the pulmonary arteries and the aorta in TRO-CTA, the depiction of the coronary arteries is not restricted. Consequently these results are a further argument for an extension of the indication for TRO-CTA in place of conventional CCTA in patients with acute thoracic pain.

Objectif : Déterminer la capacité de la séquence IRM 4D flow à mesurer la forme et le flot (débit, vélocité) de l’artère hépatique et de ses branches en trois dimensions. Méthodologie : Un fantôme de l’artère hépatique réaliste qui imite le flux sanguin et les mouvements respiratoires ainsi que 20 volontaires ont été imagés. La précision du 4D flow Cartésien avec navigateur et remplissage de l’espace-k selon la position respiratoire était déterminée in-vitro à quatre résolutions spatiales (0,5 à 1,0 mm isotropique) et fenêtres d’acceptation du navigateur (± 8 et ± 2 mm) avec un scanner IRM à 3T. Deux séquences centrées sur les branches hépatiques et gastroduodénales étaient évaluées in-vivo et comparés au contraste de phase 2D. Résultats : In vitro, l’augmentation de la résolution spatiale diminuait plus l’erreur qu’une fenêtre d’acceptation plus étroite (30.5 à -4.67% vs -6.64 à -4.67% pour le débit). In vivo, les artèreshépatiques et gastroduodénales étaient mieux visualisées avec la séquence de haute résolution (90 vs 71%). Malgré un accord interobservateur similaire (κ = 0.660 et 0.704), la séquence à plus haute résolution avait moins de variabilité pour l’aire, le débit, et la vélocité moyenne. Le 4D flow avait une meilleure cohérence interne entre l’afflux et l’efflux à la bifurcation de l’artère hépatique (1.03 ± 5.05% et 15.69 ± 6.14%) que le contraste de phase 2D (28.77 ± 21.01%). Conclusion : Le 4D flow à haute résolution peut évaluer l’anatomie et l’hémodynamie de l’artère hépatique avec une meilleure précision, visibilité, moindre variabilité et meilleure concordance interne. / Objectives: To assess the ability of four-dimensional (4D) flow, an MRI sequence that captures the form and flow of vessels in three dimensions, to measure hepatic arterial hemodynamics. Methods: A dynamic hepatic artery phantom and 20 consecutive volunteers were scanned. The accuracies of Cartesian 4D flow sequences with k-space reordering and navigator gating at four spatial resolutions (0.5- to 1-mm isotropic) and navigator acceptance windows (± 8 to ± 2 mm) were assessed in vitro at 3 T. Two sequences centered on gastroduodenal and hepatic artery branches were assessed in vivo for intra - and interobserver agreement and compared to 2D phase-contrast (0.5-mm in -plane). Results In vitro, higher spatial resolution led to a greater decrease in error than narrower navigator window (30.5 to −4.67% vs−6.64 to −4.67% for flow). In vivo, hepatic and gastroduodenal arteries were visualized more frequently with the higher resolution sequence (90 vs 71%). Despite similar interobserver agreement (κ = 0.660 and 0.704), the higher resolution sequence had lower variability for area, flow, and average velocity. 4D flow had lower differences between inflow and outflow at the hepatic artery bifurcation (11.03 ± 5.05% and 15.69 ± 6.14%) than 2D phase-contrast (28.77 ± 21.01%). Conclusion: High-resolution 4D flow can assess hepatic artery anatomy and hemodynamics with improved accuracy, greater vessel visibility, better interobserver reliability, and internal consistency.

Zielsetzung In den Industrieländern stellt der Schlaganfall nach kardiovaskulären und Krebs – erkrankungen die dritthäufigste Krankheitsgruppe dar. Im Hinblick auf die Therapie des akuten Schlaganfalls muss die bildgebende Diagnostik schnell und einfach das Ausmaß der zerebralen Ischämie beschreiben können. Ziel dieser Studie war die Einführung und die Validierung eines CT – Protokolls, welches die Diagnostik des akuten Schlaganfalls verbessern soll. Zu diesem CT – Protokoll gehören ein Nativ – CT des Schädels, eine CT – Perfusionsuntersuchung und eine CT – Angiographie. Zusätzlich wollte diese Arbeit herausfinden, ob es physiologische Unterschiede zwischen der grauen Substanz und der weißen Substanz gibt, deren Kenntnis entscheidend für die Auswertung von computertomographischen Perfusionsuntersuchungen sind. Material und Methoden Insgesamt wurden 101 Patienten (Alter von 14 – 94 Jahre, mittleres Alter 69 Jahre) mit einem 8 – bzw. 16 – Zeilen – MSCT (Light Speed Ultra oder Light Speed pro 16, GE Healthcare), die zur Abklärung einer zerebralen Ischämie zum CT vorgestellt wurden, untersucht. Zuerst wurde eine native CT – Serie akquiriert. In der Untersuchung der zerebralen Perfusion wurde eine 2 cm breite Schicht über 60 sec mit 20 intermittierenden Aufnahmen während einer Injektion von 40 ml Kontrastmittel (Iopromid, Jodgehalt von 370 mg) aufgezeichnet. Daran an schloss sich eine CT – Angiographie Untersuchung. Zur Bestimmung des regionalen zerebralen Blutflusses, des regionalen zerebralen Blutvolumens und der mittleren Verweildauer wurden definierte Messfelder (Regions of Interests, ROIs) bestimmt und mit der kontralateralen Hemisphäre verglichen. Ergebnisse Es konnte gezeigt werden, dass der regionale zerebrale Blutfluss und das Blutvolumen im Bereich der Hirnrinde höher sind als im Hirnmark. Insgesamt wurden 66 Patienten mit einer zerebralen Ischämie wurden gefunden. Bei 22 dieser Patienten konnte ein Infarktgeschehen in der Nativ – CT diagnostiziert werden. Diese Ischämien ließen sich auch in der CT – Perfusion mit reduziertem regionalem zerebralem Blutfluss und verlängerter mittlerer Verweildauer nachweisen. Zusätzlich fanden sich 44 Patienten von 101 Untersuchten, die in der CT – Perfusion ein Perfusionsdefizit aufwiesen. Bei diesen Patienten ließ sich kein entsprechendes Korrelat in der Nativ – CT nachweisen. Für 38 dieser 44 Patienten konnte eine CTA durchgeführt werden, wovon für 35 Patienten ein Korrelat zwischen der CT – Perfusion und der CTA gefunden werden konnte. Schlussfolgerung Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass es physiologische Unterschiede zwischen der Hirnrinde und dem Hirnmark gibt, deren Kenntnis für die Bewertung computertomographischer Perfusionsuntersuchungen eine wesentliche Interpretationshilfe darstellt. In Bezug auf die Diagnostik des akuten Schlaganfalls mit der Nativ – CT konnte diese Arbeit zeigen, dass der Nachweis von Infarktfrühzeichen eingeschränkt ist. Mit Hilfe der CT – Perfusion ist es möglich, anhand von zerebralen Perfusionswerten den Schweregrad und die Ausdehnung der zerebralen Ischämie zu bestimmen. Die CT – Angiographie zeigt eine gute Korrelation zur CT – Perfusion, es lassen sich zuverlässig Gefäßverschlüsse darstellen. Im Hinblick auf das weitere Therapievorgehen geben diese Methoden eine wichtige Hilfestellung, etwa zur Überlegung, ob man eine Lysetherapie durchführen sollte oder nicht. / Purpose Stroke is the third – leading cause of death in developed countries, following cardiovascular disease and cancer. There is a need for an easily and rapidly performed technique to detect cerebral ischemia in the first hours after its occurrence. The purpose of this study was the introduction and validation of a Stroke protocol which includes an unenhanced CT scan, a CT Perfusion and a CT Angiography. Furthermore, the purpose of this study was to determine if there is a difference between Perfusion parameters in gray and white matter, which are necessary to know while performing perfusion maps. Data and Methodology A total of 101 patients (age range 14 – 94, average age 69 years) were examined using multiple row CT (8 / 16 row multiple detector, light ultra speed or light speed 16, GE medical systems) for diagnosing cerebral ischemia. First a series of native images was acquired. During the examination of cerebral perfusion a 2 cm wide slab was recorded for 60 sec with 20 intermittent scans following injection of 40 ml of contrast medium with an iodine content of 370 mg / ml. By defining Regions of Interests (ROIs) regional cerebral blood flow (CBF), regional cerebral blood volume (CBV) and mean transit time (MTT) were calculated. Results Physiological regional cerebral blood flow and cerebral blood volume in gray matter were higher than in white matter. In total 66 patients with a cerebral ischemia were found. The unenhanced CT detected 22 patients with cerebral ischemia, which were confirmed by CT Perfusion in all cases. These ischemic areas revealed reduced regional CBF and extended MTT. Furthermore an ischemia correlative was discovered by perfusion analysis for 44 patients (out of 101 investigated) where the extent of the cerebral ischemia had not been visible by unenhanced CT. For 38 out of 44 patients with cerebral ischemia we were able to perform a CTA. For 35 out of these 38 patients, we found a sizable correlation between perfusion maps and CTA. Conclusion There are physiological differences for CT Perfusion parameters between gray and white matter, which are necessary to know for the interpretation of perfusion maps. However, this examination was able to show that unenhanced CT is not always capable of showing early CT signs. With the help of CT perfusion it is possible to detect the extent of acute cerebral ischemia. Furthermore, CT Angiography shows a sizable correlation compared to CT Perfusion. In conjunction, these methods give important Information for the early diagnosis and the therapeutic strategy of ischemic brain injury.