Multidetector-row helical CT enteroclysis

Radiol med (2006) 111:1–10 DOI 10.1007/s11547-006-0001-z

ABDOMINAL RADIOLOGY RADIOLOGIA ADDOMINALE

Multidetector-row helical CT enteroclysis Enteroclisi-TC multistrato R. Di Mizio1 • G.A. Rollandi2 • M. Bellomi3 • G.B. Meloni4 • S. Cappabianca5 • R. Grassi5 1

Servizio di Radiologia, Ospedale San Massimo, Penne (PE), Italy II Servizio di Radiologia, Ospedale S. Martino e Cliniche Universitarie Convenzionate, Genova, Italy 3 Divisione di Radiologia, Istituto Europeo di Oncologia e Istituto di Scienze Radiologiche, Università degli Studi, Milano, Italy 4 Istituto di Scienze Radiologiche C. Bompiani, Università, Sassari, Italy 5 Sezione Scientifica di Radiodiagnostica, Radioterapia e Medicina Nucleare, Dipartimento di Internistica Clinica e Sperimentale F. Magrassi-A. Lanzara", Facoltà di Medicina e Chirurgia, Seconda Università degli Studi, Napoli, Italy Correspondence to: R. Grassi, Via M. Stanzione 18, I-80129 Napoli (NA), Italy, Tel.: +39-348-3738149, Fax: +39-081-5584521, e-mail: [email protected] 2

Received: 27 October 2004 / Accepted: 18 March 2005

Abstract

Riassunto

The authors illustrate the technique for small-bowel imaging using enteroclysis with multidetector-row computed tomography (MDCT), underscoring the important role played by CT in the assessment of the small bowel thanks to the advent of first the spiral and later the multidetector technique. The paper makes a detailed comparison of the various methods that have been used in CT study of the small bowel and proposes a standardised technique to achieve correct distension of bowel loops and adequate evaluation of bowel wall vascularity, making reference to the well-consolidated experiences of the various Italian research groups. The paper accurately describes the different procedures required for CT assessment of the small bowel, from nasojejunal intubation to the selection of the most appropriate acquisition phases for assessment of bowel wall vascularity.

Viene illustrata in questo lavoro la metodologia di studio dell’intestino tenue mediante l’impiego delle enteroclisi con TC multistrato, sottolineando il ruolo importante che la TC, grazie all’avvento della tecnologia spirale prima e multistrato successivamente, svolge nell'analisi dell’intestino tenue. Viene proposto un accurato confronto tra le differenti metodiche di studio fin qui adottate per lo studio dell’intestino tenue con TC, proponendo una tecnica standardizzata per la corretta distensione delle anse intestinali e per l’adeguata valutazione della vascolarizzazione parietale, facendo riferimento alle esperienze ormai consolidate di differenti gruppi di studio italiani. Si descrivono infine le differenti procedure indispensabili per la valutazione con TC multistrato dell’intestino tenue, dalla intubazione naso-digiunale, fino alla scelta delle più opportune fasi di acquisizione per la corretta valutazione della vascolarizzazione di parete.

Key words Small bowel • MSCT enteroclysis • MSCT enterography

Parole chiave Piccolo intestino • Enteroclisi con TCMS • Transito dal tenue con TCMS

Introduction

Introduzione

Gastrointestinal radiology has drastically changed over the last two decades. Conventional intestinal imaging, relying on analogical systems and dominated by single- and doublecontrast barium studies, has gradually been supplemented with, and in some cases supplanted by. digital methods such as ultrasound (US), computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI). The advent of spiral technology has been the most significant development in CT imaging. In the study of the small bowel, volumetric CT, single-slice first and multislice later, has eliminated the presence of movement artefacts due to peristalsis and allowed the adequate assessment of intestinal-wall enhancement with the possibility of obtaining excellent-quality multiplanar reconstructions (MPR).

La radiologia gastrointestinale è cambiata radicalmente negli ultimi due decenni. Lo studio radiologico convenzionale dell’intestino, basato su sistemi analogici e dominato dalla contrastografia baritata, a singolo e doppio contrasto, è stato gradualmente affiancato ed a volte sostituito da metodiche digitali, quali gli ultrasuoni (US), la tomografia computerizzata (TC) e la risonanza magnetica (RM). L’avvento della tecnologia elicoidale costituisce l’evoluzione più significativa della metodica TC. Nello studio dell’intestino tenue, la TC volumetrica, monostrato prima e multistrato successivamente, ha consentito di eliminare la presenza di artefatti, dovuti alla peristalsi intestinale, ed ha permesso un’idonea valutazione dell’impregnazione parietale con la possibilità di ottenere ricostruzioni multiplanari (MPR) di ottima qualità. 1

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis

The role of CT in the study of the small bowel is currently unchallenged. The attention of radiologists, previously limited to the parenchyma, can now also focus on assessing the bowel loops, which are no longer considered a source of disturbance. Over the last decade, several attempts have been made in various countries to combine the advantages of CT and conventional enteroclysis into a single imaging modality. The earliest literature reports to this effect date back to 1992-1993 and were written by German investigators [1, 2]. The investigators combined standard abdominal CT with adequate distension of the small bowel by nasointestinal intubation, defining the method CT-Sellink. To distend the bowel, they used a positive contrast agent, an appropriately diluted barium sulfate suspension. The experience was repeated in the United States with reports appearing between 1996 and 1998. In these studies, the bowel was distended with water-soluble iodinated contrast material. The experience focussed chiefly on the study of partial occlusions of the small bowel [3, 4]. The contribution of European investigators has been crucial and innovative. They use a neutral intraluminal contrast medium, water or 0.5% methylcellulose (MC) in water and a positive intravenous iodinated contrast medium simultaneously. During the second half of the 1990s, the Italian radiological school became particularly active in this field. The first contribution came from the Genoa group, which promoted this innovative method at both national and international congresses [5–8] and through published reports [9, 10]. This group was the first to suggest CT enteroclysis, or small-bowel CT enema, for the study of small-bowel disease. In 2000, the Neapolitan school reported a case of multiple jejunal angiodysplasia detected using this method [11] while the Roman group presented their experience at the international congress of gastroenterology [12]. In 2002, Di Mizio published a book on Crohn’s disease of the small bowel, which was extensively illustrated with images obtained both with double-contrast barium and air enteroclysis and with CT enteroclysis. The volume deals in depth with the technical aspects and the new CT semiotics, making clear the advantages of the method. The book was convincing, it was well-received by the US teams [13, 14] and it helped to promote the method definitively. The recent availability of multislice CT (MSCT) scanners has allowed the technique to be further refined, leading to a wider spread of CT enteroclysis in the study of the small bowel; an increasing number of contributions have appeared in the literature on both sides of the Atlantic. Other European groups have followed the lead of the Italians: the French school, which suggests the use of water as an intraluminal contrast agent [15, 16], the Swiss and Austrian schools, which use an almost identical protocol to that used in Italy [17–19] and the German school [20–22]. Today, thanks to the frequent opportunities for contact and exchange provided by European and American congresses and, above all, to the commitment of the Società Italiana di Radiologica Medica (SIRM) Study Section on Gastrointestinal and Abdominal Radiology, the consensus on the study technique is almost unanimous. 2

Attualmente, il ruolo della TC nello studio dell’intestino tenue è indiscusso. L’attenzione del radiologo, dapprima limitata ai parenchimi, si rivolge ora anche alla valutazione delle anse, finalmente non considerate più come elementi di disturbo. Nell’ultimo decennio, si è sviluppato e diffuso il tentativo di riunire in una sola metodica i vantaggi dell’indagine TC con quelli dell’enteroclisi convenzionale. A tal proposito, i primi contributi apparsi in letteratura sono del biennio 1992–1993 ad opera di autori tedeschi [1, 2]. Essi abbinano all’esame TC standard dell’addome una adeguata distensione delle anse del tenue, previa intubazione naso-intestinale, definendola TC-Sellink. Per la distensione delle anse utilizzano un mezzo di contrasto (mdc) positivo, una sospensione di solfato di bario opportunamente diluita. Tale esperienza viene ripresa oltreoceano e nel triennio 1996–1998 compaiono alcuni contributi di autori nord americani. Essi utilizzano un mdc iodato idrosolubile per la distensione delle anse. La loro esperienza si basa prevalentemente sullo studio delle occlusioni parziali dell’intestino tenue [3, 4]. Il contributo degli autori europei è fondamentale ed innovativo. Essi impiegano un mdc endoluminale neutro, l’acqua oppure la metilcellulosa (MC) allo 0,5% in soluzione acquosa, e, contemporaneamente, un mdc positivo iodato endovena (ev). Nella seconda metà degli anni novanta la scuola radiologica italiana è particolarmente attiva. Il primo contributo è della scuola genovese, che si fa portavoce di questa metodica innovativa, sia in sedi congressuali nazionali ed internazionali [5–8] sia con contributi in letteratura [9, 10]. Essa per prima suggerisce d’impiegare l’enteroclisiTC (E-TC), o clisma-TC del tenue, nello studio delle varie patologie dell’intestino tenue. Nel 2000, la scuola napoletana descrive un caso di angiodisplasia digiunale multipla identificata con tale metodica [11], mentre quella romana presenta la sua esperienza al congresso internazionale di gastroenterologia [12]. Nel 2002, Di Mizio pubblica un volume sul morbo di Crohn del tenue, dove viene presentata un’ampia iconografia, ottenuta sia con l’enteroclisi a doppio contrasto con bario ed aria, sia con la E-TC. In questo volume vengono esaminati in dettaglio gli aspetti tecnici e la nuova semeiotica TC, esplicitando i vantaggi della metodica. Il libro convince, trova consensi nei cultori d’oltreoceano [13, 14] e contribuisce a promuovere definitivamente la metodica. La recente commercializzazione delle apparecchiature TC multistrato ha ulteriormente migliorato gli aspetti tecnici, consentendo una più ampia diffusione dello studio dell’intestino tenue tramite E-TC; sono sempre più numerosi, infatti, i contributi apparsi in letteratura, su entrambe le sponde dell’oceano Atlantico. Anche altre scuole europee fanno eco alla scuola italiana: la francese, che suggerisce l’impiego di acqua quale mdc endoluminale [15, 16], quella svizzera e austriaca, quasi perfettamente assonanti con quella italiana [17–19] e tedesca [20–22]. Oggi, grazie alle frequenti occasioni di confronto nei congressi europei ed americani e grazie, soprattutto, all’impegno della sezione di studio di radiologia gastroenterologica ed addominale della SIRM, si è raggiunto un consenso quasi unanime sull’esecuzione dell’esame.

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis

Definition

Definizione

MSCT enteroclysis (invasive CT enterography, multidetector-row helical CT enteroclysis) is an imaging method that involves distension of the small bowel with intraluminal contrast material administered via a nasointestinal tube, bowel hypotonia and the infusion of IV iodinated contrast material. The aim of MSCT enteroclysis is to combine all the advantages of conventional enteroclysis and abdominal spiral CT into a single modality. Forced distension and luminal hypotonia: (1) avoid diagnostic errors caused by collapsed and contracted loops; failure to achieve adequate loop distension may result in both false positive results – mimicking abscesses, masses, enlarged lymph nodes – and false negative results due to non-distended loops masking lesions; (2) highlight deformations and alterations in loop profile as well as the possible pathological reduction of wall elasticity; (3) improve the identification and assessment of strictures As a consequence, in the study of the small bowel, CT enteroclysis provides greater diagnostic gains compared to CT with oral contrast material (CT enterography or non invasive peroral CT enterography) [23–25].

L’enteroclisi-TC multistrato (E-TCMS o, per gli anglosassoni, MSCT-enteroclysis, invasive CT-enterography, multidetectorrow helical CT-enteroclysis) è una metodica che prevede la distensione del piccolo intestino con mdc endoluminale, somministrato tramite sondino naso-intestinale, l’ipotonizzazione viscerale e l’infusione di mdc iodato ev. Obiettivo dell’E-TCMS è di riunire in una sola metodica i vantaggi dell’enteroclisi convenzionale e dell’esame TC spirale dell’addome. La distensione forzata e l’ipotonizzazione del lume: (1) evitano che anse collabite e contratte possano essere fonte di errore diagnostico; la mancata od insufficiente distensione delle anse può essere causa sia di rilievi falsi positivi, simulando ascessi, masse, linfoadenomegalie sia di rilievi falsi negativi, poiché le anse non distese possono nascondere delle lesioni; (2) mettono in risalto le deformazioni e le alterazioni del profilo delle anse nonché l’eventuale riduzione patologica dell’elasticità parietale; (3) migliorano l’identificazione e la valutazione delle stenosi. Di conseguenza, l’E-TCMS offre un maggiore guadagno diagnostico nello studio del tenue rispetto all’esame TC ottenuto dopo assunzione di mdc per os (per gli anglosassoni CTenterography oppure non invasive peroral CT-enterography) [23–25].

Materials and methods The method involves eight steps: 1. Bowel preparation 2. Intubation 3. Transfer to the CT room, performance of scout view and planning of the scan 4. Pharmacological hypotonia 5. Intraluminal infusion of contrast material 6. Administration of IV iodinated contrast material 7. Volumetric acquisition 8. MPR 1. Bowel preparation. In our experience, bowel preparation is indispensable in that a clean colon facilitates the intraluminal flow of contrast material through the small bowel, avoids the reflux of faecal matter into the terminal ileum and reduces patient discomfort due to loop distension. The earliest reports did not stress the need for bowel preparation [1, 3, 4]. There are two possible methods for bowel preparation (see Tables 1 and 2). 2. Intubation. Nasointestinal intubation is done under fluoroscopy guidance with the patient on an empty stomach. After the tube has passed the hypopharynx, one can let the patient continue the intubation himself or herself under guidance until the tube is near the duodenojejunal flexure. Selection of the tube depends on the individual operator’s experience [3, 10, 26]. Unlike the French and North American schools [15], none of the Italian groups believe patient sedation to be necessary. A local anaesthetic may be useful. Use of the nasal route is mandatory. 3. CT exam. Once intubated, the patient is transferred to the CT room. The scout view is then performed, the correct position of the tube is checked and the volumetric scan is

Materiali e metodi La metodica prevede otto fasi: 1. preparazione intestinale; 2. intubazione; 3. trasferimento in sala TC, esecuzione della scout view e programmazione della scansione; 4. ipotonia farmacologica; 5. infusione di mdc intraluminale; 6. somministrazione di mdc iodato ev; 7. acquisizione volumetrica; 8. MPR. 1. Preparazione intestinale. Secondo la nostra esperienza, la preparazione intestinale risulta indispensabile in quanto un colon pulito facilita il flusso del mdc endoluminale nel tenue, evita il reflusso di materiale fecale nell’ileo terminale e riduce il disagio del paziente determinato dalla distensione delle anse. Nei primi contributi non veniva sottolineata questa necessità [1, 3, 4]. Sono possibili due modalità di preparazione (Tabelle 1 e 2). 2. Intubazione. A paziente digiuno, si effettua l’intubazione naso-intestinale sotto controllo fluoroscopico. Dopo aver superato l’ipofaringe, è possibile lasciare che sia lo stesso paziente a proseguire l’intubazione, guidandolo fino a posizionare la sonda in prossimità della flessura duodeno-digiunale. La scelta del sondino è condizionata dall’esperienza acquisita dai singoli operatori [3, 10, 26]. Nessuna delle scuole italiane ritiene opportuno fare ricorso a sedativi, diversamente dagli autori francesi e nord americani [15]. Può risultare utile l’uso di un anestetico locale. Si usa tassativamente la via nasale. 3. Esame TC. Una volta intubato, il paziente viene trasferito in 3

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis Table 1 Patient preparation before multislice computed tomography (MSCT) enteroclysis (method 1)

Tabella 1 Preparazione del paziente per l’effettuazione della enteroclisi (metodo 1)

The afternoon before the exam: 1. No solid foods 2. 3–4 l of fluid during the day

Il pomeriggio precedente l’indagine: 1. Non assumere nulla di solido 2. Bere nell’intera giornata 3–4 litri di liquidi

The morning of the exam: 3. Complete fast 4. Cleansing enema at the Radiology Unit

La mattina dell’esame: 3. Digiuno assoluto 4. Clistere di pulizia da effettuare presso il servizio di radiologia

Table 2 Patient preparation before multislice computed tomography (MSCT) enteroclysis (method 2)

Tabella 2 Preparazione del paziente per l’effettuazione della enteroclisi (metodo 2)

The afternoon before the exam: 1. No solid foods 2. 4 sachets of iso-osmolar laxative dissolved in 2 l water

Il pomeriggio precedente l’indagine: 1. Non assumere nulla di solido 2. Assumere 4 bustine di lassativo iso-osmolare sciolto in 2 litri di acqua

The morning of the exam: 3. Complete fast

La mattina dell’esame: 3. Digiuno assoluto

planned (Fig 1). The speed and power of current multislice spiral CT scanners enable a complete abdominal CT exam to be planned. Technical parameters of the volumetric acquisition depend on the equipment used. In general, slice thickness should be 3 mm at the most and the reconstruction interval 1.5 mm. Image analysis and documentation are carried out with a soft tissue window (centre 30 HU; width 400 HU).

sala TC. Si esegue la scout view, si controlla che il sondino sia ancora in sede idonea e si programma la scansione volumetrica (Fig. 1). Attualmente, le nuove macchine spirali multistrato, grazie alla velocità di esecuzione ed ai generatori sempre più potenti, permettono di programmare un esame TC addominale completo. I parametri tecnici dell’acquisizione volumetrica dipendono dalle caratteristiche dell’apparecchiatura utilizzata. In linea generale, è opportuno scegliere uno spessore di strato non superiore a 3 mm ed un intervallo di ricostruzione non superiore a 1,5 mm. L’analisi e la documentazione delle immagini TC vengono effettuate con finestra per parti molli (centro 30 UH; ampiezza 400 UH).

4. Pharmacological hypotonia. Before infusing the intraluminal contrast material, small-bowel hypotonia is induced with 20 mg of IV hyoscine N-butylbromide (Buscopan). This serves to lessen patient discomfort and reduce intestinal peristalsis and the resulting segmentation of the loops so that the entire small bowel is adequately and uniformly distended during the volumetric scan. Induction of hypotonia, together with loop distension, helps to highlight the difference in diameter between the normal loops and pathological segments (Fig. 2). The timing of hypotonia induction is controversial:

a

4. Ipotonia farmacologica. Prima dell’infusione del mdc intraluminale, si effettua l’ipotonizzazione del tenue con 20 mg ev di N-butilbromuro di Joscina (Buscopan). Essa serve a diminuire il senso di disagio del paziente, a ridurre la peristalsi intestinale e la conseguente segmentazione delle anse affinché tutto il

b

Fig. 1a,b Multislice computed tomography (MSCT) enteroclysis. Defective technique. a The scout view shows that despite inflation of the balloon (arrow), the nasointestinal tube has reached the jejunal loops, which project at the level of the left iliac crest. b The loops above the antireflux balloon (arrow) are not reached by the methylcellulose and are therefore collapsed and contracted on the tube, which appears hyperdense. The loops below the tube are distended (arrowhead). Fig. 1a,b Enteroclisi TC multistrato. Errore di tecnica. a Sulla scout view si osserva che la sonda naso-intestinale, nonostante il palloncino gonfiato (freccia), è avanzata fino alle anse digiunali che si proiettano all’altezza della cresta iliaca di sinistra. b Le anse poste a monte del palloncino antireflusso (freccia) non vengono raggiunte dalla metilcellulosa e pertanto sono collabite e contratte sul sondino, che appare iperdenso. Le anse a valle del palloncino sono distese (punta di freccia).

4

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis

Fig. 2 Multislice computed tomography (MSCT) enteroclysis. Normal findings. Despite pharmacologically-induced hypotonia and methylcellulose infusion, a long segment of the jejunum is contracted and collapsed, mimicking a false thickening of the wall. Fig. 2 Enteroclisi TC multistrato. Reperti di normalità. Nonostante l’ipotonia farmaco indotta e l’infusione di metilcellulosa un lungo segmento del digiuno è contratto e collabito, simulando così un falso ispessimento parietale.

some investigators induce hypotonia before the infusion of intraluminal contrast material [26] whereas others wait until at least 1,000 ml have been infused [9, 27]. Glucagon has been proposed only by North American investigators [26] or in the presence of contraindications to Buscopan [17]. 5. Intraluminal infusion of contrast material. Water or 0.5% MC in water can be used as a negative contrast medium. Water is inexpensive, easy to use, readily available, and well tolerated by the patient. MC is a well-known contrast agent that is safe, well tolerated and not absorbed. Because this solution has a CT density similar to water, it is capable of creating a significant difference in contrast between the lumen and the wall enhanced by the iodinated contrast medium. Considering that MC is hardly absorbed at the intestinal level, it is preferred to water in patients with precarious cardiocirculatory compensation so as to avoid a dangerous blood volume overload resulting from the rapid absorption of water by the intestinal mucosa. About 1,800 ml of intraluminal contrast medium at a temperature of 37°C is administered without interruption. It is useful to have a peristaltic pump or a sophisticated remote-controlled compressor called a “microcontrolled double contrast insufflator”, as it is very difficult to achieve uniform distension of the loops by manual infusion (Fig. 3). According to some investigators, intraluminal infusion should be done at a steady flow rate of 100 ml/m for the entire duration of the exam. Others have proposed a more complex infusion pattern (Table 3) whereby the first 500 ml is introduced at a rate of 120 ml/min, followed by 1,000 ml at a rate of 240 ml/min, and a further 300 ml at 120 ml/s. The slower infusion rate aims to avoid patient distress due to sudden distension, reduce the sensation of nausea and prevent vomiting. The faster infusion rate serves to force distension of the loops and increase the vis a tergo in order to advance the previously infused contrast as far as the right colon. Contrast infusion should be continued throughout the scan to prevent the patient ingesting excessive amounts of air.

Fig. 3 Defective technique: the methylcellulose infusion has been discontinued too early, before starting the scan; this has allowed the patient to ingest air, causing considerable disturbance to the analysis of a bowel loop. Fig. 3 Errore di tecnica: il precoce ed erroneo arresto dell’infusione della metilcellulosa prima della effettuazione della scansione ha permesso l’ingestione successiva di aria da parte del paziente, disturbando notevolmente l’analisi di un’ansa digiunale.

piccolo intestino sia uniformemente ed adeguatamente disteso durante la scansione volumetrica. L’ipotonizzazione contribuisce, assieme alla distensione delle anse, a rendere più evidente la differenza tra il calibro delle anse normali e quello dei segmenti patologici (Fig. 2). Il momento della ipotonizzazione è controverso: alcuni autori la effettuano prima dell’infusione del mdc endoluminale [26], altri dopo averne infuso almeno 1000 ml [9, 27]. Il glucagone viene proposto solo dagli autori anglosassoni [26] o in presenza di controindicazioni alla somministrazione del Buscopan [17]. 5. Infusione di mdc intraluminale. Come contrasto neutro, si può usare l’acqua oppure una soluzione acquosa allo 0,5% di MC. L’acqua ha un costo veramente esiguo, di facile utilizzo ed immediatamente disponibile, ben tollerata dal paziente. La MC è un mdc ben conosciuto, sicuro, ben tollerato, scarsamente assorbibile. Tale soluzione presenta una densità pressoché simile a quella dell’acqua, idonea a creare una differenza di contrasto significativa tra il lume e la parete intestinale impregnata di mdc iodato. In considerazione dello scarso assorbimento a livello intestinale della MC, essa viene preferita all’acqua nei pazienti in fase di compenso cardio-circolatorio precario, onde evitare un pericoloso sovraccarico di volume ematico, reso possibile dal rapido assorbimento dell’acqua da parte della mucosa intestinale. Si somministrano senza interruzione 1800 ml circa di mdc intraluminale, alla temperatura di 37°C. È utile disporre di una pompa peristaltica o del “microcontrolled double contrast insufflator”, un sofisticato compressore con comando a distanza, perché con l’infusione manuale difficilmente si riesce ad ottenere una uniforme distensione delle anse (Fig. 3). Secondo alcuni autori, l’infusione intraluminale va effettuata ad un flusso costante di 100 ml/min per tutta la durata dell’esame. Altri autori propongono uno schema più complesso di infusione (Tabella 3). I primi 500 ml vengono introdotti alla velocità di 120 ml/min; segue l’infusione di 1000 ml alla velocità di 240 ml/min ed infine 300 ml circa di nuovo alla velocità di 120 ml/s (Tabella 4). 5

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis Table 3 Diagram for multiphasic administration of intraluminal contrast medium

Tabella 3 Schema di somministrazione multifasica del mdc intraluminale

1. 500 ml at a flow rate of 120 ml/m 2. 1,000 ml at a flow rate of 240 ml/m 3. 300 ml (ca) at a flow rate of 120 ml/m 4. Total quantity of contrast medium = about 1,800 ml

1. 500 ml alla velocità di 120 ml/min 2. 1000 ml alla velocità di 240 ml/min 3. 300 ml circa alla velocità di 120 ml/min 4. quantità totale di mdc somministrato = 1800 ml circa

Table 4 Diagram for biphasic infusion of IV iodinated contrast medium

Tabella 4 Modalità di infusione bifasica del mdc iodato ev

1. 40 ml at a flow rate of 1 ml/s 2. 90 ml at a flow rate of 3 ml/s 3. Total quantity of contrast medium infused = 130 ml

1. 40 ml alla velocità di 1 ml/s 2. 90 ml alla velocità di 3 ml/s 3. quantità totale di mdc infuso = 130 ml

As an alternative to neutral contrast agents, some investigators have proposed hypodense and hyperdense agents [15]. The use of oil-based substances as a negative intraluminal contrast agent allows a faster manual injection but does not provide any substantial benefit in terms of image. In Italy, these substances are not authorised as contrast agents, and they are particularly expensive. Positive intraluminal contrast agents hinder the assessment of wall lesions as their hyperdensity is confused with the hyperdensity of the intestinal wall enhanced by the IV iodinated contrast medium [13].

La velocità più lenta ha lo scopo di evitare al paziente lo stress da distensione improvvisa, ridurre la sensazione di nausea ed evitare il vomito. La velocità più elevata serve a forzare la distensione delle anse e ad aumentare la vis a tergo al fine di spingere in avanti fino al colon destro il contrasto già introdotto. L’infusione di mdc deve continuare durante tutto il tempo della scansione per evitare l’ingestione eccessiva di aria da parte del paziente. In alternativa al mdc neutro, sono stati proposti mdc ipodensi ed iperdensi [15]. L’uso di sostanze lipidiche, come mdc endoluminale negativo, permette una più rapida iniezione manuale, ma non presenta sostanziali vantaggi iconografici. In Italia, queste sostanze non risultano autorizzate come mdc e sono particolarmente costose. Il mdc endoluminale positivo non consente una ottimale valutazione delle lesioni parietali, perché la sua iperdensità si confonde con quella della parete intestinale impregnata dal mdc ev iodato [13].

6. Administration of IV iodinated contrast medium. Once about 1,500 ml of intraluminal contrast material has been infused, the iodinated contrast medium, heated to 37°C, is injected intravenously with a common CT mechanical injector. It is advisable not to exceed the dose of 1 mg of iodine per kilo of body weight. According to most authors, the IV injection of iodinated contrast material is given as a single bolus at a rate of 3–4 ml/s with different scan delay times. Some perform the “classic” arterial and portal venous phase scans, obtaining similar images in the two acquisitions. Others have suggested performing a single acquisition but using different delays: 25, 35, 40, 45, 50 s. Until now, the study of the parenchyma has influenced the way iodinated contrast agents have been administered, with various phases being required to identify and characterise parenchymal lesions. In our view, the study of bowel loops requires a different approach to the use of contrast media. The intestinal wall enhances with an adequate bolus of IV iodinated contrast material. Several authors have found that mucosal enhancement is optimal in the late arterial and early portal venous phases. Starting from these assumptions, some investigators have standardised a new “biphasic” method of contrast infusion. In this method, 130 ml of IV iodinated contrast medium at a concentration of 400 mg iodine per millilitre (iomeprol, Iomeron 400, Bracco, Italy) is injected, with a scan delay of 80 s. During the first 40 s, the contrast medium is injected at a rate of 1 ml/s whereas during the next 30 s, it is administered at a rate of 3 ml/s (Table 4). Ten seconds after the infusion of IV iodinated contrast medium has been completed, the CT scan is started. This infusion protocol allows opacification of the arteries and enhancement of the mucosa (provided by the bolus at 3 ml/s) as well as slight opacification of the veins and intestinal wall 6

6. Somministrazione di mdc iodato ev. Introdotta la quantità di circa 1500 ml circa di mdc intraluminale, si inietta il mdc iodato ev, riscaldato a 37°, con un comune iniettore meccanico da TC. È opportuno non superare la dose di 1 mg di iodio per chilo di peso corporeo. Secondo la maggior parte degli autori, l’iniezione del mdc iodato ev viene fatta con un bolo unico alla velocità di 3–4 ml/s con differenti tempi di ritardo di scansione. Alcuni eseguono le scansioni “classiche” in fase arteriosa e venosa portale con risultati iconografici sostanzialmente sovrapponibili nelle due acquisizioni. Altri hanno suggerito l’effettuazione di una acquisizione singola, ma con tempi diversi di ritardo: 25, 35, 40, 45, 50 s. Fino ad oggi lo studio dei parenchimi ha condizionato le modalità di somministrazione del mdc iodato, prevedendo varie fasi necessarie all’identificazione e tipizzazione delle lesioni parenchimali. A nostro avviso, lo studio della parete delle anse richiede un diverso approccio all’uso del mdc. La parete intestinale, infatti, si amplifica dopo un adeguato bolo di mdc iodato ev. Vari autori hanno verificato che l’enhancement mucoso è ottimale nelle fasi arteriosa tardiva e venosa portale precoce. Partendo da questi presupposti, alcuni autori hanno standardizzato una nuova modalità bifasica di infusione del mdc. Vengono iniettati 130 ml di mdc iodato ev, alla concentrazione di 400 mg iodio/ml (iomeprolo, Iomeron 400, Bracco, Italia), con ritardo di scansione di 80 s. Durante i primi 40 s, il mdc è iniettato alla velocità di 1 ml/s, mentre nei successivi 30 s il mdc è somministrato alla velocità di 3 ml/s (Tabella 4). Dieci s

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis

(provided by the bolus at 1 ml/s) (Fig. 4). This way, the abdomen “lights up” as a result of the simultaneous enhancement of the loop walls, vascular network and parenchyma, allowing analysis of the various components of the abdomen and intestine. Thus, the “biphasic” injection technique represents a good compromise [13, 17] (Fig. 5). 7. Volumetric acquisition. The exam is performed with a single breath-hold volumetric acquisition with the patient in supine position. Performing a single scan, without an unenhanced CT scan, means radiation dose to the patient is markedly reduced. 8. MPR. The use of MPR has proved to be very useful for the analysis of such a convoluted and complex structure as the small bowel. MPR can aid in the correct interpretation of possible equivocal findings in the axial scans. Identifying the precise location and extension of disease may prove difficult. It is often laborious and at times impossible in the axial images. Instead, the use of MPR facilitates the anatomo-topographic location of the lesions and allows greater potential for assessing extension. The resulting images may at times afford a panoramic view equal to that provided by conventional barium studies. This makes the reconstructions, above coronal, particularly well-accepted by the clinicians, given their familiarity with the frontal images of the barium study. The overall level of diagnostic confidence is significantly higher when the analysis of the axial scans is carried out with the aid of MPR.

dopo la fine dell’infusione del mdc ev, parte la scansione TC programmata. Questo protocollo di infusione permette contemporaneamente l’opacizzazione delle arterie e l’enhancement della mucosa (sostenuti dal bolo a 3 ml/s), nonché la tenue opacizzazione delle vene e della parete intestinale (fornita dal bolo a 1 ml/s) (Fig. 4). Così facendo, l’addome “si illumina” per l’amplificazione simultanea della parete delle anse, della trama vascolare e dei parenchimi, con la possibilità di analizzare le varie componenti addomino-intestinali. L’iniezione bifasica rappresenta, quindi, un vantaggioso compromesso [13, 17] (Fig. 5). 7. Acquisizione volumetrica. L’esame viene eseguito con una singola acquisizione volumetrica, in apnea inspiratoria, con paziente in decubito supino. L’esecuzione di una singola scansione e la rinuncia alla fase TC senza contrasto riducono sensibilmente la dose-paziente TC-dipendente. 8. MPR. L’utilizzo delle MPR si è rivelato molto utile nell’anali-

Disadvantages of the method In addition to the undoubted advantages, MSCT enteroclysis also presents some disadvantages: - The need for nasointestinal intubation - The impossibility of checking the progression of the neutral intraluminal contrast as far as the right colon by fluoroscopy - The possible suboptimal distension of the distal ileum - The inability to identify superficial mucosal lesions - The lack of functional information - The high overall cost of the exam - The high dose of ionising radiation

a

b

Fig. 4 Multislice computed tomography (MSCT) enteroclysis. Enlarged mesenteric lymph nodes. The use of biphasic infusion of the contrast medium exploits venous return to obtain a better differentiation of vascular structures from masses or enlarged nodes, and at the arterial phase to analyse the bowel wall in optimal conditions. Fig. 4 Enteroclisi TC multistrato: linfoadenomegalie mesenteriche. La scelta dell’infusione bifasica del mezzo di contrasto si basa sullo sfruttamento del ritorno venoso, per una migliore differenziazione delle strutture vascolari da masse o linfoadenomegalie e sullo sfruttamento della fase arteriosa per analizzare la parete intestinale in condizioni ottimali.

c

Fig. 5a-c Multislice computed tomography (MSCT) enteroclysis: normal findings. The bowel lumen is distended by the neutral contrast medium and the loop wall is enhanced by the positive contrast agent. The bowel walls show homogeneous contrast enhancement. The valvulae conniventes appear as thin hyperdense intraluminal bands. Fig. 5a-c Enteroclisi TC multistrato: rilievi di normalità. Lume intestinale disteso da contrasto neutro e parete dell’ansa esaltata da contrasto positivo. Le pareti intestinali presentano contrast enhancement ed aspetto omogeneo. Le valvole conniventi appaiono come sottili bande iperdense endoluminali.

7

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis

Results After the exam, the criteria for judging whether or not it has been correctly carried out are the uniform distension of all the intestinal segments and the identification of the intraluminal contrast medium in the right colon, which attests to its passage through the entire small bowel (Fig. 6). The bowel walls show homogeneous enhancement. The folds appear as thin, hyperdense, intraluminal bands. When the lumen is well distended, wall thickness ranges from 1 to 2 mm. The diameter of the lumen is pathological if it is greater than 4.5 cm in the proximal jejunum, 4 cm in the mid-bowel or 3 cm in the ileum. The mesentery, at the centre of the abdomen, appears homogeneously hypodense due to its abundant fat component, and it is crossed by hyperdense vascular structures. A typical feature is the fan-shaped arrangement of the mesentery and the vessels contained in it. The omentum, located just underneath the anterior abdominal wall, lateral and anterior to the small bowel, appears as a homogenous structure, with the attenuation of fat, crossed by vessels.

Conclusions Loop distension achieved by nasointestinal intubation is excellent and valid for any imaging method selected for the study of the small bowel. Loop distension achieved by oral contrast medium will never equal that obtained with intubation. Once the intubation challenge has been overcome, MSCT enteroclysis is a straightforward and fast examination that can be standard-

Fig. 6 Multislice computed tomography (MSCT) enteroclysis: normal findings. Criteria for establishing that the exam has been correctly performed are the identification of the methylcellulose in the right colon, which attests to its passage through the small bowel, and the uniform distension of all bowel segments. Note the well-distended terminal ileal loop, which opens into the ileo-caecal valve. Fig. 6 Enteroclisi TC multistrato: rilievi di normalità. Criteri di correttezza dell’indagine sono l’identificazione della metilcellulosa nel colon destro, che ne dimostra l’avvenuto passaggio attraverso l’intestino tenue, e l’omogenea distensione di tutti i segmenti intestinali. Notare l’ultima ansa ileale ben distesa che si apre nella valvola ileo-cecale.

8

si di una struttura così convoluta e complessa come l’intestino tenue. Le MPR, infatti, possono essere di valido aiuto nella corretta interpretazione di eventuali rilievi equivoci nelle scansioni assiali. La ricerca dell’esatta localizzazione ed estensione della patologia possono risultare difficili, spesso noiose, a volte impossibili nelle immagini assiali. Al contrario, l’uso delle MPR consente una più facile localizzazione anatomo-topografica delle lesioni, con maggiori potenzialità nella valutazione dell’estensione. I risultati iconografici possono offrire, a volte, una panoramicità praticamente sovrapponibile a quella degli esami baritati convenzionali. Ciò rende le ricostruzioni, specie quelle sul piano coronale, particolarmente gradite ai colleghi non radiologi, data la loro consuetudine alle immagini frontali dell’esame baritato. In definitiva, il livello di confidenza diagnostica globale è significativamente più elevato quando l’analisi delle scansioni assiali viene affiancata ed arricchita dalle MPR.

Svantaggi della metodica Accanto agli indubbi vantaggi della metodica E-TCMS, devono essere ricordati alcuni svantaggi: - la necessità dell’intubazione naso-intestinale; - l’impossibilità di controllare fluoroscopicamente la progressione del mdc intraluminale neutro fino al colon destro; - la possibile distensione subottimale dell’ileo distale; - la mancata identificazione delle lesioni superficiali della mucosa; - l’assenza di informazioni sugli aspetti funzionali; - l’alto costo globale dell’esame; - l’elevata dose di radiazioni ionizzanti.

Risultati Ad esame ultimato, i criteri di correttezza dell’indagine sono l’omogenea distensione di tutti i segmenti intestinali e l’identificazione del mdc endoluminale nel colon destro, che ne dimostra l’avvenuto passaggio attraverso l’intero intestino tenue (Fig.6). Le pareti intestinali presentano contrast enhancement omogeneo e le pliche appaiono come sottili bande iperdense endoluminali. Quando il lume è ben disteso, lo spessore della parete è compreso tra 1 e 2 mm. Il diametro del lume è patologico se supera 4,5 cm nel digiuno prossimale, 4 cm nell’intestino medio, 3 cm nell’ileo. Il mesentere, localizzato al centro dell’addome, appare omogeneamente ipodenso, per l’abbondante contenuto adiposo, ed attraversato da strutture vascolari iperdense. Tipica è la disposizione a ventaglio del meso e dei vasi in esso contenuti. L’omento, situato giusto all’interno della parete addominale anteriore, lateralmente ed anteriormente rispetto all’intestino tenue, appare come struttura omogenea, ad attenuazione di tipo adiposo, attraversata da vasi.

Conclusioni La distensione delle anse, ottenuta tramite intubazione naso-intestinale, risulta ottimale e valida per qualsiasi metodica d’imaging scelta per l’approccio diagnostico al piccolo intestino. La distensione delle anse ottenuta con mdc per os non sarà mai uguale a quella ottenuta tramite sondino. Una volta superata la sfida costituita dall’intubazione, l’E-TCMS è di facile e

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis

ised and reproduced [18–22]. By contrast, conventional enteroclysis remains laborious and is conditioned by the operator’s experience and equipment used. In this sense, the barium study cannot be standardised or reproduced in all facilities with the same results. The current indications of MSCT enteroclysis are essentially inflammatory diseases of the small bowel and intestinal bleeding that cannot be defined by other means [23–25, 27–30]. New prospects have been opened up by the possibility of using MRI in the study of the small bowel, as reported in the recent literature [31–33]. The current challenge is to publicise these modalities and disseminate a higher degree of diagnostic confidence in the assessment of the small bowel by CT and MRI.

rapida esecuzione, standardizzabile e ripetibile [18–22]. Al contrario, l’enteroclisi convenzionale rimane un esame di esecuzione complessa dipendente dalla esperienza dell’operatore e dai mezzi usati. In tal senso, l’esame baritato non è standardizzabile né ripetibile in qualsiasi struttura con gli stessi risultati. Le attuali indicazioni della E-TCMS sono rappresentate essenzialmente dalla malattia infiammatoria del piccolo intestino, ma anche dai sanguinamenti intestinali non altrimenti definibili [23–25, 27–30]. Nuove prospettive derivano dalle attuali possibilità di impiego della RM nello studio dell’intestino tenue, già riportate nella letteratura recente [31–33]. La sfida attuale è rappresentata dalla divulgazione di tali metodiche e dalla diffusione di un maggiore grado di confidenza diagnostica nella valutazione dell’intestino tenue sia con TC che con RM.

References/Bibliografia 1. Kloppel R, Thiele J, Bosse J (1992) The CT-Sellink method. Rofo 156:291–292 2. Thiele J, Kloppel R, Schulz HG (1993) CT-Sellink – eine neue methode der darmwandbeurteilung. Rofo 159:213–217 3. Bender GN, Timmons JH, Williard WC et al (1996) Computed Tomographic Enteroclysis. One methodology. Invest Radiol 31:43–49 4. Walsh DW, Bender GN, Timmons JH (1998) Comparison of Computed Tomography-Enteroclysis and traditional Computed Tomography in the setting of suspected partial small bowel obstruction. Emerg Radiol 5:29–36 5. Rollandi GA, Curone PF, Bertolotto M et al (1995) Evaluation of small bowel’s pathology by spiral CT and transparent bowel enema. Proceedings of the 6th Annual Meeting and postgraduate course of ESGAR, Bruxelles, p 67 6. Rollandi GA, Curone PF, Biscaldi E (1996) Malignant tumours of small bowel: evaluation with spiral CT and transparent enema. Proceedings of the 7th Annual Meeting of ESGAR, Heraklion, Crete, p 69 7. Rollandi GA, Curone OF, Crespi G et al (1996) Spiral CT and transparent small bowel enema; correlation between imaging and CDAI (Crohn disease activity index). Radiology 201[P]:381 8. Rol1andi GA, Curone PF, Biscaldi E et al (1999) SpiraI CT of the abdomen after distention of smal1 bowel loops with transparent enema in patients with Crohn's disease. Abdom Imaging 24:544–549

9. Rol1andi GA, Biscaldi E (2000) CT Enteroclysis. In: Terrier F, Grossholz M, Becker CD (eds) Spiral CT of the Abdomen. Spinger-Verlag, Berlin, pp 369–383 10. Grassi R, Di Mizio R, Romano S et al (2000) Multiple jejunal angiodysplasia detected by enema-helical CT. Clin Imaging 24:61–63 11. Cerro P, Hassan C, Zullo A et al (2001) Computed tomography enteroclysis in comparison with ileoscopy in patients with Crohn’s disease. Gastroenterology 120:A3 12. Di Mizio R (2002) Morbo di Crohn del Tenue. Atlante di Radiologia. Verduci Editore, Roma 13. Maglinte D (2003) Small bowel enteropathies: rethinking how we utilize contemporary imaging in diagnosis. Abdominal Radiology Course, Cancun, Mexico, pp 236–237 14 Orjollet-Lecoanet C, Menard Y, Martins A et al (2000) L'enteroscanner: une nouvelle méthode d'exploration du grêle. J Radiol 81:618–627 15. Boudiaf M, Jaff A, Soyer P et al (2001) Multislice Spiral CT enteroclysis: a prospective study in 60 patients. RSNA 2001 Scientific Assembly and Annual Meeting. Radiology 221[P]:253 16. Schimdt S, Lepori D, Meuwly JY et al (2003) Prospective comparison of MR enteroclysis with multidetector spiral CT enteroclysis: interobserver agreement and sensitivity by means of “sign by sign” correlation. Eur Radiol 13:1303–1311

17. Turetschek K, Schober E, Wunderbaldinger P et al (2002) Findings at helical CT-enteroclysis in symptomatic patients with Crohn disease: correlation with endoscopic and surgical findings. J Comput Assist Tomogr 26:488–492 18. Rust GF, Spiekermann A, Daum F et al (2001) CT-enteroklysma des dunndarmes mit hilfe der multidetektor computertomographie. Rofo 173:S37 19. Gaffke G, Stroszczynski C, Schlecht I et al (2001) Diagnostik von dunndarmtumoren mit hilfe der CT Sellink methode. Rofo 173:S37 20. Raptopoulos V, Schwartz RK, McNicholas MMJ et al (1997) Multiplanar helical CT enterography in patients with Crohn disease. AJR Am J Roentgenol 169:1545–1550 21. Arciero CA, Bender GN, Shriver CD (2001) Utility of Computed Tomographic Enteroclysis for the general surgeon. Curr Surg 58:205–208 22. Gasparaitis AE, MacEneaney P (2002) Enteroclysis and computed tomography enteroclysis. Gastroenterol Clin North Am 31:715–730 23 Bitterling H, Rock C, Reiser N (2003) Computed tomography in the diagnosis of inflammatory bowel disease – methodics of MSCT and clinical results. Radiologe 43:17–25 24. Reittner P, Goritschnig T, Petritsch W et al (2002) Multiplanar spiral CT enterography in patients with Crohn’s disease using a negative oral contrast material: initial results of a noinvasive imaging approach. Eur Radiol 12:2253–2257 25. Doerfler OC, Ruppert-Kohlmayr AJ, Reittner P et al (2003) Helical CT of the small bowel with an alternative oral contrast material in patients with Crohn disease. Abdom Imaging 28:313–318 9

R. Di Mizio et al.: Multidetector-row helical CT enteroclysis

26. Maglinte DDT, Bender GN, Heitkamp DE et al (2003) Multidetector-row helical enteroclysis. Radiol Clin North Am 41:249–262 27. Hassan C, Cerro P, Zullo A et al (2003) Computed tomography enteroclysis in comparison with ileoscopy in patients with Crohn’s disease. Int J Colorectal Dis 18:121–125

10

28. Di Mizio R, Romano S, D’Amario et al (2003) Unusual feature of jejunal leiomyosarcoma studied with US and CT-enteroclysis. Clin Imaging 27:337-339 29. Mazzeo S, Caramella D, Battola L et al (2001) Crohn disease of the small bowel: spiral CT evaluation after oral hyperhydration with isotonic solution. J Comput Assist Tomogr 25:612–616 30. Maglinte DDT, Hallett RL, Rex D et al (2001) Imaging of small bowel Crohn’s disease: can abdominal CT replace barium radiography? Emerg Radiol 8:127–133

31. Laghi A, Passariello R (2003) La Risonanza Magnetica nello studio del piccolo intestino. Radiol Med 106:1–17 32. Schunk K, Kern A, Oberholzer K et al (2000) Hydro-MRI in Crohn's disease: appraisal of disease activity. Invest Radiol 35:431–437 33. Schunk K, Kern A, Heussel CP et al (2000) Assessment of inflammatory activity in Crohn disease with hydro-MRI. Rofo 172:153–160