In-vitro-Untersuchung von biologischen und technischen Herzklappenprothesen im MRT: Beurteilung möglicher Anziehung und Erhitzung der Implantate

Zusammenfassung.

Ziel: In-vitro-Beurteilung einer möglichen Anziehung und Erhitzung gebräuchlicher Herzklappenprothesen während einer MR-Untersuchung bei 1,5 Tesla (T). Methoden: Es wurden insgesamt 17 Herzklappenprothesen, 12 technische und 5 biologische, an einem 1,5-T-System untersucht. Eine mögliche Anziehung wurde im Randbereich eines supraleitenden 1,5-T-Magneten gemessen. Jede Klappe wurde dann in einen thermoisolierten Behälter mit Vollelektrolytlösung gelegt und die Temperatur jeweils vor und nach Messung mit einer Turbo-Spin-Echo-Sequenz (TR 5200 ms, TE 138 ms, Flip Winkel 180 °, Untersuchungszeit 10,5 Minuten, Länge des Echozuges 29) bestimmt. Die MR-Messung wurde mit einem Phasenkodiergradienten parallel und senkrecht zu den Herzklappen durchgeführt. Ergebnisse: Bei keiner der untersuchten Herzklappenprothesen war eine Anziehung nachzuweisen. Der maximal gemessene Temperaturanstieg betrug 0,5 °C. Bei der MR-Untersuchung der Klappen mit einer Turbo-Spin-Echo-Sequenz waren Bildartefakte durch den Metallanteil weniger deutlich als bei der Untersuchung mit einer Gradienten-Echo-Sequenz. Schlußfolgerung: Patienten mit den von uns getesteten Herzklappenprothesen können mit der MRT sicher untersucht werden.

Purpose: In vitro evaluation of possible deflection and heating of present-day prosthetic heart valves during MR imaging at 1.5 T. Methods: 17 prosthetic heart valves, 12 technical and 5 biological, were investigated using a 1.5 Tesla Siemens Vision system. Deflection was measured at the edge of a 1.5 Tesla superconducting magnet. Each valve was then submerged in a vial of a 1/1 electrolyte solution and temperature was measured before and after imaging with a turbo-spin-echo sequence (TR 5200 ms, TE 138 ms, Flip angle 180 °, acquisition time 10.5 minutes, length of echo train 29). MR imaging was performed with phase encoding parallel and perpendicular to the plane of the valves. Results: None of the investigated prosthetic heart valves were deflected. The maximal observed temperature rise was 0.5 °C. During MR investigation of the prostheses, artifacts caused by metallic parts were less evident using a spin-echo sequence than a gradient-echo sequence. Conclusions: Patients with the tested present-day prosthetic heart valves can be safely imaged by MRI.

Magnetresonanztomographie - Herzklappenprothesen - Anziehung - Wärmeeffekt - Sicherheit

Magnetic resonance imaging - Prosthetic heart valves - Deflection - Heating - Safety

Literatur

• 1 Kanal E, Shellock F G, Talagala L. Safety considerations in MR imaging.  Radiology. 1990;  176 593-606
• 2 Budinger T F, Cullander C. Biophysical phenomena and health hazards of in vivo magnetic resonance. In: Margulis AR, Higgins CB, Kaufmann L, Crooks LF (eds) Clinical magnetic resonance imaging.  San Francisco; Radiology Research and Education Foundation 1993: 303-320
• 3 Randall P A, Kohman L J, Scalzetti E M, Szeverenyi N M, Panicek D M. Magnetic resonance imaging of prosthetic cardiac valves in vitro and in vivo.  AJC. 1988;  62 973-976
• 4 Shellock F G, Crues J V. High-field-strength MR imaging and metallic biomedical implants: An ex vivo evaluation of deflection force.  Amer J Roentgenol. 1988;  151 389-392
• 5 Soulen R L, Budinger T F, Higgins C B. Magnetic resonance imaging of prosthetic heart valves.  Radiology. 1985;  154 705-707
• 6 Hassler M, Le Bas J F, Wolf J E, Contamin C, Waksman B, Coulomb M. Effets des champs magnetiques en imagerie par resonance magnetique sur 15 protheses valvulaires cardiaques testaes.  J Radiol. 1986;  67 661-666
• 7 Grebmeier J, Weikl A, Glückert K, Hofmann-Preiß K, Huk W J, Roedl W, Wolf F. In-vitro- und Patientenuntersuchungen mittels MRT: Bedeutung metallischer Implantate.  Fortschr Röntgenstr. 1991;  154 484-487
• 8 Shellock F G, Morisoli S M. Ex vivo evaluation of ferromagnetism, heating, and artifacts produced by heart valve prostheses exposed to a 1.5-T MR system.  JMRI. 1994;  4 756-758
• 9 Bachmann R, Deutsch H J, Jüngehülsing M, Sechtem U, Hilger H H, Schicha H. Magnetresonanztomographie bei Patienten mit Herzklappenersatz.  Fortschr Röntgenstr. 1991;  155 499-505
• 10 Di Cesare E, Enrici R M, Paparoni S, Castaldo F, Alagia M G, Splendiani A, Bottone A, Lupattelli L. Low-field magnetic resonance imaging in the evaluation of mechanical and biological heart valve function.  EJR. 1995;  20 224-228
• 11 New P FJ, Rosen B R, Brady T J, Buonanno F S, Kistler J P, Burt C T, Hinshaw W S, Newhouse J H, Pohost G M, Taveras J M. Potential hazards and artifacts of ferromagnetic and nonferromagnetic surgical and dental materials and devices in nuclear magnetic resonance imaging.  Radiology. 1983;  147 139-148
• 12 Soulen R L. Magnetic resonance imaging of prosthetic heart valves (letter).  Radiology. 1986;  158 279
• 13 Sommer T, Lauck G, Schimpf R, von Smekal A, Wolke S, Block W, Gieseke J, Schneider C, Funke H D, Schild H. MRT bei Patienten mit Herzschrittmachern: In-vitro- und In-vivo-Evaluierung bei 0,5 Tesla.  Fortschr Röntgenstr. 1998;  168 36-43
• 14 Davis P L, Crooks L, Arakwawa M, McRee R, Kaufman L, Margulis A R. Potential hazards in NMR imaging: Heating effects of changing magnetic fields and RF fields on small metallic implants.  Am J Roentgenol. 1981;  137 857-860