Funktionelle Herzbildgebung mit der Magnetresonanztomographie.: Ventrikuläre Funktion und signalverstärkte Bildgebung mittels aktiver Stents

Abstract

Die genaue Beschreibung der Ventrikelvolumina sowie der rechts- und linksventrikulären Funktion ist für viele kardiale Erkrankungen bezüglich der Prognose und Therapieentscheidung von eminenter Bedeutung. Die MRT ist in der Lage, mit hoher Genauigkeit die globale und regionale Funktion zu bestimmen. Im Vergleich mit der Elektronenstrahl-Computertomographie (EBT) konnten wir in mehreren Studien eine signifikante Korrelation der MRT bezüglich der rechts- und linksventrikulären Funktionsparameter sowie des Regurgitationsvolumens einer Mitralklappeninsuffizienz zeigen. Die Elektronenstrahl- Computertomographie ist durch die Weiterentwicklungen der Mehrzeilen- Computertomographie (MSCT) weitgehend ersetzt worden und erlaubt die volumendeckende Abbildung des Herzens. Der so gewonnene Datensatz ermöglicht, da er EKG-getriggert akquiriert wird, eine zeitaufgelöste Bildrekonstruktion, die als Grundlage für die Funktionsanalyse der Ventrikel herangezogen werden kann. Wir haben sechs Patienten mit Kardiomegalie vor und nach ventrikelverkleinernder Operation im MRT evaluiert. Die MRT war in der Lage, dem Chirurgen relevante Befunde vor ventrikelverkleinernder Operation zu liefern. In der frühen postoperativen Verlaufsbeurteilung kann sie funktionelle und morphologische Veränderungen zuverlässig darstellen. Unsere Studienergebnisse belegen, dass durch die partielle linksventrikuläre Resektion eine signifikante Reduktion der linksventrikulären Volumina und Verbesserung der biventrikulären Funktion erreicht werden kann. Darüber hinaus kann die regionale Wandbewegung, Wanddicke und Wanddickenzunahme bestimmt werden, die für die Therapieplanung essentiell ist. Die MRT bietet gegenüber der Computertomographie aufgrund der erheblich besseren Zeitauflösung und der Möglichkeit des Taggings grundlegende Vorteile in der Beurteilung regionaler Wandbewegungsstörungen. Das Tagging ermöglicht regionale Wandbewegungsanalysen durch Markieren des Myokards. Wir haben 16 Patienten mit nachgewiesener koronarer Herzkrankheit und stattgehabtem Myokardinfarkt mittels Lävokardiographie, Doppler-Gewebe-Echokardiographie und MR-Tagging untersucht. Alle Patienten wiesen regionale Wandbewegungsstörungen auf. Die Übereinstimmung zwischen MRT und Echokardiographie zeigte einen -Wert von 0,962 und zwischen MRT und Lävokardiographie sowie zwischen Echokardiographie und Lävokardiographie betrug der -Wert 0,602. Das MR-Tagging ermöglichte in unserer Studie im Vergleich zur Echokardiographie mit Gewebe-Doppler- Bildgebung eine zuverlässige Charakterisierung regionaler linksventrikulärer Kinetikstörungen. Die nichtinvasiven schnittbildgebenden Verfahren zeigten an unserem Patientenkollektiv mehr regionale Wandbewegungsstörungen als die Lävokardiographie. Eine wesentliche Limitation der MR-Bildgebung liegt in den lokalen Suszeptibilitätsartefakten begründet, die durch metallhaltiges Material von Fremdkörpern verursacht wird. Metallhaltige Stents können daher eine Darstellung des Stentlumens beeinträchtigen oder sogar vollständig verhindern. In dem zweiten, experimentellen Teil dieser Arbeit haben wir das innovative Konzept der aktiven Visualisierung des Stentlumens in der Magnetresonanztomographie evaluiert. Induktiv gekoppelte Spulen ermöglichen im MRT eine Bildgebung mit erhöhter Signalintensität, ohne dass sie über eine Kabelverbindung mit dem Tomographen verbunden sein müssen. Bildgebung sowie Flussmessungen innerhalb des Stentlumens sind auf diese Weise möglich. Dieses Konzept besitzt das Potenzial, tierexperimentelle nichtinvasive Verlaufsbeurteilungen nach Stentimplantation hochauflösend durchzuführen. Für die klinische Anwendung erscheint eine magnetresonanztomographische Offenheitsbeurteilung bzw. Beurteilung einer möglichen In-Stent-Restenose von MR-aktiven Stents möglich.

Magnetic resonance imaging (MRI) is an accurate modality to assess ventricular global and regional function. Assessment of global ventricular function is based on measuring changes in chamber volume using two- and three-dimensional methods. We could show an excellent correlation between MRI and electron beam tomography (EBT) in determining left-ventricular parameters in patients with ischemic and dilated cardiac disease. Both methods are suitable for volumetric assessment of the left ventricle. Additionally, MRI provides relevant information prior to left ventricular reduction surgery and depicts functional changes in the postoperative follow-up in patients undergoing left ventricular reduction surgery. For assessment of regional wall motion abnormalities MR tagging has been introduced. We compared the visual analysis of magnetic resonance imaging with the tagging technique and Doppler tissue echocardiography with invasive ventriculography in detecting and quantifying regional wall motion abnormalities. Agreement between MRI and echocardiography was excellent. MRI and Doppler tissue echocardiography detected more wall motion abnormalities than invasive ventriculography and graded them as more severe. Assessment of right ventricular volumes and function is feasible with MRI as well as with EBT. EBT showed good agreement with a close correlation and an acceptable interobserver variability for right ventricular volumes and global function in a study comprising 27 patients when compared to MRI. However, EBT has been replaced by multislice spiral computed tomography (MSCT) in cardiac imaging. To validate right ventricular measurements we examined 25 patients with MSCT and MRI. A close correlation was found between the two modalities and MSCT seems to be an accurate and reliable non-invasive technique for evaluating tight ventricular measurements. To avoid artifacts form metal containing foreign bodies such as stents we assessed an active MR imaging stent (AMRIS) in an animal model which consists of an inductively coupled coil. This stent prototype is catheter-deployable and allowed for artifact-free imaging with local improvement in signal-to-noise ratio. The stented vessel segment could be examined with enhanced signal intensity on MRI and flow measurements within the stent were feasible. This might be a suitable approach for monitoring in-stent-pathologies and vessel wall alterations by MR imaging in patients having undergone stent placement.