Perkutane Ballonangioplastie der Aortenisthmusstenose unter Echtzeit-MRT- Kontrolle: eine Pilot-Studie

Abstract

Die perkutane Ballonangioplastie (PTA) hat sich neben chirurgischen Therapien zur Behandlung der Aortenisthmusstenose (ISTA) durchgesetzt. Eine Alternative zur bisher unter Röntgendurchleuchtung durchgeführten Prozedur stellt die Intervention unter MRT-Kontrolle dar. Die Methode ermöglicht die detaillierte 3D-Darstellung der kardiovaskulären Anatomie und Morphologie vor, während und nach der Prozedur und liefert gleichzeitig funktionelle Informationen unter Vermeidung ionisierender Strahlung. Ziele dieser Studie waren (1) die Eignung eines Eisenoxid-haltigen Kontrastmittels zur MRT-kontrollierten Führung in vitro und in vivo zu untersuchen, (2) die sichere Durchführbarkeit der perkutanen transluminalen Angioplastie des Aortenisthmus’ unter Echtzeit-MR- Kontrolle im Tierversuch zu prüfen und (3) die PTA bei Patienten mit ISTA bzw. Re-Stenose durchzuführen. (4) Anatomische und hämodynamische MRT-Daten vor und nach der Intervention sollten mit Daten aus konventioneller Angiographie verglichen werden. Material und Methoden Der Signalkontrast und das Artefaktverhalten des Eisenoxid-haltigen Kontrastmittels Resovist wurde in vitro und in vivo in Spritzen bzw. im Ballonkatheter untersucht. Nach im nahe gelegenen Katheterlabor in konventioneller Angiographie bestätigt und verglichen. Testung der Methode im Schwein (n=4) wurde die MRT-geführte PTA bei Patienten mit Aortenisthmusstenose angewandt (n=5). Vor und nach dem MRT- kontrollierten Eingriff wurde die ISTA mit 3D-MRT- und cine-MRT-Sequenzen beurteilt und invasiv der Druckgradient bestimmt. Die Positionierung des Ballonkatheters und des Führungsdrahts wurde mit interaktiver Echtzeit-MRT kontrolliert. Die Aortendrücke wurden kontinuierlich invasiv aufgenommen. Unmittelbar vor und nach der MRT wurden die anatomischen Daten und Gefäßdrücke im nahe gelegenen Katheterlabor in konventioneller Angiographie bestätigt und verglichen. Ergebnisse Der optimale Signalkontrast wurde in Phantom- und Tierversuchen bei einer Konzentration von 5% Resovist (25µmol Fe++/ml) erreicht. Bei dieser Konzentration traten keine Störungen des Bildes durch Suszeptibilitätsartefakte auf. Insgesamt wurden fünf PTA bei Patienten mit ISTA durchgeführt und aufgenommen. Die interaktive Echtzeit-MRT ermöglichte eine detaillierte anatomische, morphologische und funktionelle Beurteilung der Stenose einschließlich der umgebenden kardiovaskulären Anatomie und Kollateralgefäßen. Sie erlaubte die kontinuierliche Abbildung der Anatomie während der Intervention und eine umgehende Bewertung des Therapieerfolgs und möglicher Komplikationen. Die morphologischen und hämodynamischen Daten stimmten in hohem Maße mit denen aus der konventionellen Angiographie überein. In vier Fällen bewirkte die PTA eine erhebliche Erweiterung der Stenose und einen Abfall des Druckgradienten, in einem Fall blieb sie aufgrund elastischer Strukturen des Isthmusbereiches ineffektiv. Schlussfolgerung Das Eisenoxid- haltige Kontrastmittel Resovist ist zur passiven Visualisierung unter MRT- Kontrolle gut geeignet. Die MRT-geführte PTA stellt eine potentielle Alternative zur Intervention unter Röntgendurchleuchtung dar.

Percutaneous transluminal balloon angioplasty (PTA) became accepted besides surgery in treatment of aortic coarctation (CoA). Magnetic resonance imaging (MRI)-guidance of PTA presents an alternative to conventional fluoroscopy. It allows detailed 3D visualization of cardiovascular anatomy and morphology before, during and after the procedure. It also provides functional information - avoiding ionizing radiation. The aims of this study were (1) To determine the suitability of iron oxide - based contrast medium for MRI- controlled guidance in vitro and in vivo. (2) To test the safety and feasibility of PTA of the aortic isthmus under real time-MR-control in animal experiments. (3) To perform PTA in patients with CoA and re-stenosis. (4) To compare anatomic and hemodynamic MRI-data before and after intervention with data of conventional angiography. Material and Methods MRI signal contrast and artifact behavior of iron oxide - based contrast medium Resovist were optimized in vitro and in animal experiments (four pigs). In five patients, anatomy of the CoA was evaluated before and after the MRI guided intervention with high-resolution respiratory-navigated 3D MRI and multiphase cine MRI. During MRI, aortic pressures were measured invasively and continuously recorded. Position monitoring of Resovist-treated catheters was realized with interactive real-time MRI (irMRI). Conventional catheterization was performed before and after MRI to confirm interventional success and compare MRI-data. Results During MRI, concentration of 25 µmol of iron particles per milliliter (5%) of Resovist produced good signal contrast between the catheters and their background anatomy but no image distortion due to susceptibility artifacts. PTA was performed and recorded in five patients with CoA. irMRI allowed detailed evaluation of anatomy, morphology and function as well as surrounding anatomy and collateral vessels. It provided continuous visualization of the CoA during the interventional procedure and immediate evaluation of therapeutic success and complications. There was excellent agreement between the diameters of CoA and pressure gradients as measured during MRI and conventional catheterization. In four patients, PTA resulted in substantial widening of the CoA and a decrease in pressure gradients. In one patient, PTA was ineffective because of elastic structures of the isthmus. Conclusion Iron oxide - based contrast medium Resovist is well suited for passive visualization under MRI-control. The MRI method described represents a potential alternative to conventional x-ray fluoroscopy.