Kontrastmittelfreie Magnetresonanzangiographie in der Diagnostik der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit: ein intra-individueller Vergleich mit der kontrastmittelverstärkten MRA

Abstract

Das Auftreten der nephrogenen systemischen Fibrose (NSF) bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion als Folge der Applikation gadoliniumhaltiger Kontrastmittel hat in den letzten Jahren die Entwicklung kontrastmittelfreier Magnetresonanzangiographietechniken vorangetrieben. Ziel der vorliegenden Studie ist ein Inter-Methodenvergleich mit Beurteilung der diagnostischen Aussagekraft einer neuen kontrastmittelfreien MRA-Impulssequenz (QISS, Quiescent-Intervall Single-Shot MRA) bei 3 Tesla zur bildgebenden Diagnostik der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit im Vergleich zur etablierten kontrastmittelverstärkten (CE-)MRA unter Verwendung der digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) als Referenzstandard. Dazu wurden in einer prospektiven Studie die Becken-Bein-Gefäße von 32 Patienten mit gesicherter pAVK mittels QISS-MRA, CE-MRA (Bolus-Chase-MRA sowie zeitaufgelöste TWIST-MRA- Sequenz für die Unterschenkelregion) sowie DSA untersucht. Die Beurteilung der MRA-Bilddaten erfolgte von zwei unabhängigen und verblindeten Untersuchern hinsichtlich der subjektiven Bildqualität auf einer Vier-Stufen- Skala (sehr gut, gut, ausreichend und nicht-diagnostisch) sowie hinsichtlich des Stenosegrades für insgesamt 33 Gefäßsegmente pro Patient. Die diagnostische Aussagekraft (Sensitivität, Spezifität, Diagnostische Genauigkeit) der MRA- Sequenzen hinsichtlich der Detektion signifikanter arterieller Stenosen (≥50% Lumeneinengung) wurde im Vergleich zur DSA als Referenzstandard berechnet. Bei abweichender Beurteilung hinsichtlich des Vorliegens einer Gefäßstenose in der MRA wurde eine Übereinkunft in einem Konsensusverfahren getroffen. Segmente mit Stents (n=29) wurden von der statistischen Analyse von Bildqualität und diagnostischer Aussagekraft ausgenommen. Insgesamt konnten bei 32 Patienten 1027 Segmente hinsichtlich der Bildqualität und 922 Segmente hinsichtlich des Stenosegrades beurteilt werden. Untersucher 1 und 2 beurteilten die Bildqualität der QISS-MRA als ausreichend diagnostisch bei 96,8% und 98% der Segmente versus 99,3% und 98,4% der Segmente bezogen auf die CE-MRA. Bei der QISS-MRA lag bei 15 Patienten (46,9%) mindestens ein Gefäßsegment mit nicht- diagnostischer Bildqualität vor, während dies bei der CE-MRA nur bei fünf Patienten (15,6%) der Fall war. 133 (14,4%) der 922 Segmente, die anhand der Referenzmethode DSA beurteilt wurden, wiesen eine signifikante Stenose auf. Damit ergab sich für die Berechnung der diagnostischen Aussagekraft der QISS- MRA eine Sensitivität von 83,5% (95% KI: 75,4% - 89,3%) (p=0,80), eine Spezifität von 93,9% (95% KI: 91,0% - 95,9%) (p=0,25) und eine diagnostische Genauigkeit von 92,4% (95% KI: 89,5% - 94,6%) (p=0,35). Damit stellt die kontrastmittelfreie QISS-MRA aktuell eine sehr vielversprechende Alternative im Bereich der MR-Angiographie dar und liefert bei 3 Tesla eine ausreichend diagnostische Aussagekraft für den Einsatz in der bildgebenden pAVK- Diagnostik. Im Vergleich zur CE-MRA ist jedoch bei der kontrastmittelfreien QISS-MRA mit einer größeren Anzahl an nicht-diagnostischen Gefäßsegmenten zu rechnen und daher eine weitere Verbesserung dieser Sequenztechnik notwendig.

The occurrence of nephrogenic systemic fibrosis (NSF) in patients with renal impairment as a result of the application of gadolinium-based contrast agents has advanced the development of non-contrast enhanced magnetic resonance angiography (NC-MRA) techniques in recent years. The aim of the present study is to evaluate the diagnostic performance of a new NC-MRA pulse sequence (QISS, Quiescent-interval single-shot MRA) at 3 Tesla for the diagnosis of peripheral arterial occlusive disease (PAOD) in comparison to the established contrast-enhanced (CE)-MRA using digital subtraction angiography (DSA) as the standard of reference. For this purpose, the lower-extremity vessels of 32 symptomatic PAOD patients were examined by means of QISS-MRA and CE-MRA (bolus-chase MRA and time-resolved TWIST-MRA sequence for the calf vessels) as well as DSA. Two independent readers assessed the MRA imaging data sets with respect to subjective image quality on a four point scale (excellent, good, fair and nondiagnostic) as well as with respect to the degree of stenosis for a total of 33 vessel segments per patient. Diagnostic performance of MRA sequences regarding the detection of significant stenosis (≥50% vessel narrowing) was calculated in comparison to DSA as the standard of reference. In case of divergent assessments concerning the presence of a significant stenosis at MRA, an agreement was reached between reviewers by consensus reading. Segments with stents (n = 29) were excluded from the statistical analysis. In 32 patients, a total of 1027 segments could be assessed in terms of image quality and 922 segments in terms of the degree of stenosis, respectively. Reader 1 and 2 assessed image quality of QISS-MRA as diagnostic in 96.8% and 98% of the segments and of CE-MRA in 99.3% and 98.4% of the segments, respectively. In QISS- MRA, 15 patients (46.9%) showed at least one vessel segment with non-diagnostic image quality, whereas in CE-MRA this was the case in five patients (15.6%). Of 922 segments that were assessed with DSA, 133 (14.4%) showed a significant stenosis. The calculation of diagnostic performance of QISS-MRA yielded a sensitivity of 83.5% (95% CI: 75.4% - 89.3%) (p = 0.80), a specificity of 93.9% (95% CI: 91.0% - 95.9%) (p = 0.25) and a diagnostic accuracy of 92.4% (95% CI: 89.5% - 94.6%) (p = 0.35). Therefore, the contrast-free QISS-MRA currently represents a very promising alternative in the field of MR angiography and provides at 3 Tesla a sufficient diagnostic performance for use in the clinical imaging of PAOD. However, since the image quality compared to CE-MRA was evaluated non-diagnostic in a larger number of vessel segments, future technical development of the QISS sequence is required.