Vergleich einer nativen 3D MRA mit der konventionellen Kontrastmittel-verstärkten 3D MRA zur Beurteilung der thorakalen Aorta

Abstract

Einführung Um Erkrankungen der Aorta frühzeitig zu diagnostizieren und im Verlauf zu kontrollieren, benötigt es ein bildgebendes Verfahren, das idealerweise robust, valide, nichtinvasiv, frei von ionisierender Strahlung und Kontrastmitteln ist. Der bisherige Goldstandard zur Diagnostik und Überwachung der Erkrankungen der thorakalen Aorta ist die Kontrastmittel-verstärkte MR-Angiographie (MRA). Trotz ihrer Evidenz hat diese Methode den Nachteil der nötigen intravenösen Kontrastmittelinjektion.

Fragestellung Ziel dieser Arbeit ist es, die Technik einer neuen, technisch verbesserten, hochaufgelösten Kontrastmittel-freien MR-Angiographie mit der Technik der Kontrastmittel-verstärkten MR-Angiographie, als dem bisherigen Goldstandard, zu vergleichen.

Methodik Prospektiv erhaltene Bilddaten von 76 Patienten mit bekannter oder vermuteter Erkrankung der thorakalen Aorta wurden zuerst dem Goldstandard gemäß an einem 1,5 T MRT mittels EKG-getriggerter, atemanhaltender Kontrastmittel-verstärkter 3D-MR-Angiographie untersucht (3D-Gradientenechosequenz, 1,3 × 0,8 × 1,8 mm3). Zusätzlich dazu erfolgte im Anschluss die neue, technisch verbesserte, hochaufgelöste, EKG-getriggerte und Navigator gestützte Kontrastmittel-freie 3D-MR-Angiographie (Native 3D SSFP MRA, 1,3 ×1,3 ×1,3 mm3). Als Parameter für den Vergleich der Sequenzen galt hauptsächlich die Beurteilung der Bildqualität mittels einheitlicher Bewertungskriterien und die Messung der Aorten-Diameter an 9 definierten Ebenen der Aorta thoracalis, sowie die Diagnosestellung und Unter- sucherabhängigkeit. Der Vergleich der Bilddatenqualität erfolgte über den Wilcoxon Test für abhängige Stich- proben. Die Diameter-Messungen an der Aorta thoracalis wurden zuerst durch den Kolmogorov-Smirnov Test auf Normalverteilung hin geprüft. Der T-Test für verbundene Stichproben verglich daraufhin die Messungen der beiden Methoden. Eine Korrelations- analyse nach Pearson sowie eine Bland Altman Analyse ergänzten die Auswertungen. Für die Untersuchung der Inter- und Intra-Observer Analysen galt der Intraclass Correlations Coeffizient (ICC) als Reliabilitätsmaß. Ergebnisse Die Kontrastmittel-freie MR-Angiographie konnte bei 70 von 76 Patienten erfolgreich durchgeführt werden. 6 Datensätze mussten aufgrund ungenügend gleichmäßiger Atmung von der Endauswertung ausgeschlossen werden (mittlere Aquisitionszeit 8,6 ± 2,7 min). Bei allen durchgeführten Kontrastmittel-freien MR-Angiographien konnte die gleiche Diagnose wie mittels des Goldstandards erhoben werden. Die Diametermessungen aller 9 Ebenen der Aorta thoracalis in beiden Methoden korrelierten in einem sehr hohen Maß (r= 0.99) und waren bei einem ICC-Wert von 0,99 nicht untersucherabhängig. Unterschiede zeigten sich besonders im Hinblick auf die bewertete Bilddatenqualität. Hier wurde die Kontrastmittel-freie MR-Angiographie an allen 9 Ebenen signifikant besser bewertet als die Kontrastmittel-verstärkte MR-Angiographie. Auch diese Bewertungen waren bei einem ICC-Wert von >0,7 nicht untersucherabhängig.

Diskussion Diese Studie zeigt, dass diese Kontrastmittel-freie MR-Angiographie Sequenz dem Kon- trastmittel-verstärktem Goldstandard in Bezug auf Durchführbarkeit, Untersucherabhän- gigkeit, Diametermessungen und Bildqualität nicht unterlegen, hinsichtlich der Bildqualität sogar überlegen ist. Diese neue MR-Angiographie ist robust, valide und reliabel ohne die Nachteile des bisherigen Kontrastmittel-verstärkten Goldstandards zu beinhalten.

Background Ensuring early diagnosis of aortic disease and controlling its course needs image proce dures which are robust, valid, non-invasive, and free from ionizing radiation and contrast agents. The present gold standard of diagnose and supervision of thoracic aorta disease is the contrast-enhanced magnetic resonance angiography (MRA). Despite its evidence this method has the disadvantage of the necessary intravenous contrast agent and the problems arising from it. Aims The aim of this work is to compare a new, technically improved, high isotropic spatial resolution native magnetic resonance angiography to the gold standard contrast-en hanced MRA. Methods Prospective preserved picture data of 76 patients with known or suspected disease of the thoracic aorta were examined first, according to the gold standard, at a 1,5 T MRA using conventional contrast-enhanced ECG-gated 3D MRA (3D gradient-echo MRA,1,3 × 0,8 × 1,8 mm3). Additionally, the new, technically improved, high isotropic spatial resolution, ECG and navigator gated native MRA (native 3D SSFP MRA, 1,3 ×1,3 ×1,3 mm3) was performed. To compare both methods image quality was judged by means of uniform assessment criteria and by comparing measurements of the aortic diameter at nine aortic levels, as well as final diagnose and observer dependency. The comparison of the image quality was based on the Wilcoxon test for dependent samples. The measurement of the aortic diameter was first examined for normal distribution using the Kolmogorov-Smirnov test. A paired t-test then compared the measurements of both methods. A correlation analysis and a Bland-Altman analysis completed the evaluation. The intraclass correla tion coefficient (ICC) was used for the analysis of the observer dependency. Results In 70 of 76 subjects the native MRA could be acquired successfully. 6 of 76 subjects were excluded because of irregular breathing (mean acquisition time 8,6 ± 2,7 min). Native MRA studies resulted in the same final diagnosis as the gold standard. Aortic diameters agreed closely between both methods at all 9 aortic levels (r= 0,99) and were not observer dependent (ICC= 0,99). Differences appeared particularly regardingimage quality. The mean image quality score was superior with native compared to contrast-enhanced MRA. Also, this assessment was not observer dependent (ICC= >0,77). Discussion This study shows that this native-MRA sequence in comparison with the contrast-en hanced MRA is not inferior concerning feasibility, observer dependency, and measure ment of diameters. It is even superior regarding image. Thus, the MRA method is robust, valid and reliable without the disadvantages of the contrast-enhanced MRA.