MRI Measurements of Left Ventricular Systolic Wall Thickening Compared to Regional Myocardial Perfusion as Determined by ²⁰¹ Tl SPECT in Patients with Coronary Artery Disease

Magnetic resonance imaging (MRI) of the left ventricle (LV) is an excellent method of measuring systolic wall thickening (SWT). The aim of the present study was (a) to describe a new approach for measurement of SWT and (b) to define the relationship between SWT and regional myocardial perfusion as determined by ²⁰¹TI SPECT. 79 patients - 51 with and 28 without history of earlier myocardial infarction - underwent SPECT and, within the next two weeks, MRI. End-diastolic and end-systolic spin echo images were obtained by a reduced permutation technique. For MRI measurements, only long-axis sections through the LV in the equatorial plane were used. Slice orientation was selected according to the findings of SPECT, imaging the infarcted wall segment by single or double angulation. At 7 equidistant points around the LV wall SWT was measured and compared with the corresponding regional myocardial uptake values from SPECT in percent of maximal perfusion. Wall thickness of the anterior wall was normal. Because the majority of myocardial infarctions were posterior-inferior (55%), thickness of the posterior wall was markedly decreased. A close relationship of perfusion to SWT was found. Higher perfusion areas (>50% of maximal Tl uptake) corresponded with normal SWT (>3.0 mm), a marked decrease of SWT (<1 mm) was found in areas with perfusion deficits (<40%). Thus, a ²⁰¹TI uptake value at rest of 41-50% of the respective myocardial maximum acts as a threshold by discriminating normal from severely reduced SWT.

Zusammenfassung

Die Kernspintomographie (MRI) des linken Ventrikels (LV) eignet sich in hervorragender Weise zur Messung der systolischen Wanddickenzunahme (SWT). Ziel dieser Studie war es, eine neue Methode der SWT-Messung zu erproben und einen Zusammenhang zwischen SWT und regionaler, mit ²⁰¹T1-SPECT gemessener Myokard-Perfusion zu finden. Bei 79 Patienten - 51 mit und 28 ohne abgelaufenen Myokardinfarkt - wurde eine SPECT- und, in einem Zeitraum von 2 Wochen, eine MRI-Untersuchung durchgeführt. Mit Hilfe einer optimierten Permutationstechnik wurden enddiastolische und endsystolische Spin- Echo-Bilder erstellt. Zur Wanddik- kenmessung wurden nur herzlängsachsengerechte Schnitte durch die Äquatorebene des LV verwendet. Die Schnittführung richtete sich nach dem SPECT-Befund und stellte den infarzierten Wandabschnitt immer randbildend in der Äquatorebene durch entsprechende einfache oder doppelte Angulierung dar. SWT wurde in 7 äquidistanten Punkten der LV-Wand gemessen und mit den korrespondierenden regionalen Tl-Uptake- Werten verglichen, ausgedrückt in Prozent der maximalen Perfusion. Es fand sich ein enger Zusammenhang zwischen Perfusion und SWT: Gut perfundierte Areale (>50% der max. Tl-Speicherung) wiesen eine normale SWT (>3 mm) auf. Dagegen korrelierte eine erhebliche Einschränkung der SWT (<1 mm) mit einer deutlichen Perfusionsminderung (<40%). Als brauchbarer Sch well wert zur Unterscheidung von normaler und deutlich reduzierter SWT erwies sich ein Tl-Uptake von 41-50% in Ruhe.

• REFERENCES

• 1 Bauer R, van de Flierdt E, Busch U. et al. Quantifizierung der Herzfunktion mit der Kernspintomographie. Nuklearmediziner 1988; 03: 203-11.
• 2 Beyar R, Shapiro EP, Graves WL. et al. Quantification and validation of left ventricular wall thickening by a threedimensional volume element magnetic resonance imaging approach. Circulation 1990; 81: 297-307.
• 3 Buell U, Stirner H, vom Dahl J. et al. Quantitative evaluation of myocardial stress/rest ²⁰¹T1 SPECT: Results of a ROI-based method in 108 patients with CHD. Nucl-Med 1987; 26: 234-140.
• 4 Buell U, Kleinhans E, Uebis R. et al. Myocardial performance and perfusion in coronary heart disease: a comparative study with magnetic resonance imaging (MRI: spin-echo, permutation) and SPECT (Tl- 201), assisted by PET (F-18 DOG). Eur J Nucl Med 1989; 15: 440.
• 5 Byrd BF, Schiller NB, Botvinick EH, Higgins CB. Normal cardiac dimensions by magnetic resonance imaging. Am J Cardiol 1985; 59: 1440-2.
• 6 Fisher MR, von Schulthess GK, Higgins CB. Multiphasic cardiac magnetic resonance imaging: Normal regional left ventricular wall thickening. Am J Röntg 1985; 145: 27-30.
• 7 Guthaner DF. Cardiovascular magnetic resonance imaging - State of the art 1988. Cardiovasc Intervent Radiol 1989; 12: 213-25.
• 8 Kaul S, Wismer GL, Brady TI. et al. Measurement of normal left heart dimensions using optimally oriented MR images. Am J Röntg 1986; 146: 75-9.
• 9 Lieberman AN, Weiss JL, Jugdutt BI. et al. Two-dimensional echocardiography and infarct size: Relationship of regional wall motion and thickening to the extent of myocardial infarction in the dog. Circulation 1981; 63: 739-46.
• 10 Sechtem U, Sommerhoff BA, Markiewicz W. et al. Regional left ventricular wall thickening by magnetic resonance imaging: Evaluation in normal persons and patients with global and regional dysfunction. Am J Cardiol 1987; 59: 145-51.
• 11 Spielmann RP, Weber P, Eltner-Gob-litschke U. et al. Cine-MRT zur Untersuchung der regionalen Myokardfunktion. Fortschr Röntgenstr 1988; 149: 249-55.
• 12 Stirner H, Buell U, Kleinhans E. Threedimensional ROI-based quantification of stress/rest ²⁰¹T1 myocardial SPECT: Presentation of method. Nucl-Med 1986; 25: 128-33.
• 13 Yamashita K, Tamaki N, Yonekura Y. et al. Quantitative analysis of regional wall motion by gated myocardial positron emission tomography: validation and comparison with left ventriculography. J Nucl Med 1989; 30: 1775-86.