Whole-Heart-MR-Koronarangiographie - erste Ergebnisse

Zusammenfassung

Ziel: Evaluation einer neuen MR-Koronarangiographietechnik zur Darstellung des gesamten koronararteriellen Gefäßbaumes in einer Datenakquisition. Material und Methoden: Sechs gesunde Probanden und 15 Patienten mit bekannter KHK wurden mit einer navigatorgesteuerten und -korrigierten (NAV), das ganze Herz umfassenden Steady-State-Free-Precession-(SSFP-)Sequenz in freier Atmung (WH-MRA) (TR = 5,4, TE = 2,7, SENSE Faktor = 2, 160 Schichten, 0,75 mm rekonstruierte Schichtdicke, Auflösung = 0,99 × 0,99 mm², Scanzeit 14 min [50 % NAV-Effizienz]) und einer gezielten 3D-SSFP-MR-Angiographiesequenz (t-MRA) (TR = 5,6 ms, TE = 2,8 ms, 20 Schichten mit 1,5 mm rekonstruierter Schichtdicke, Auflösung = 0,99 × 0,99 mm², Scanzeit = 7 min [50 % NAV-Effizienz]) untersucht. Die subjektive Bildqualität (4-Punktskala) und objektive Parameter einschließlich der Gefäßschärfe, -durchmesser und CNR wurden für die WH-MRA und t-MRA berechnet. In Patienten wurde die Genauigkeit der Detektion von Stenosen größer als 50 % im Vergleich zum Herzkatheter (XA) ermittelt, welche als Goldstandard gewertet wurde. Ergebnisse: Die WH-MRA zeigte eine gute Gefäßsichtbarkeit bei gesunden Probanden (100 %) gegenüber eingeschränkter Beurteilbarkeit bei Patienten (78 % in einer 8-Segment-Bewertung). Die Gefäßschärfe der WH-MRA von Patienten war der t-MRA unterlegen (37 vs. 42 %), während in gesunden Probanden vergleichbare Werte vorlagen (42 %). Die Gefäßdurchmesser unterschieden sich nicht signifikant zwischen den beiden MR-Sequenzen. CNR war jedoch signifikant erniedrigt bei der WH-MRA (CNR 7,4 vs. 11,5). Die diagnostische Genauigkeit zur Detektion einer KHK war gleichwertig mit beiden Sequenzen (85,5 vs. 86,2 %). Schlussfolgerung: Die WH-MRA ermöglicht eine gute Darstellung der Koronargefäße von Probanden und Patienten bei deutlich vereinfachtem Scanablauf und Vorteilen in der 3D-Nachverarbeitung. Hinsichtlich der Bildparameter sowie der Detektion einer KHK konnten im Vergleich zur t-MRA vergleichbare Ergebnisse erzielt werden; dennoch bleibt der relativ hohe Anteil an diagnostisch unzureichender Bildqualität ein relevanter Nachteil.

Abstract

Purpose: To evaluate a new coronary MR angiography technique covering the whole coronary artery tree in one data set acquisition. Materials and Methods: Six healthy volunteers and 15 patients with known CAD were examined with a navigator gated and corrected (NAV) free-breathing 3D steady-state free precession sequence covering the whole heart (WH-MRA) (TR = 5.4, TE = 2.7, SENSE factor = 2, 160 slices, 0.75 mm reconstructed slice thickness, in-plane resolution = 0.99 × 0.99 mm², scan time 14 min [50 % NAV efficiency]) and a vessel targeted 3D SSFP MRA sequence (t-MRA) (TR = 5.6 ms, TE = 2.8 ms, 20 slices of 1.5 mm reconstructed slice thickness, in-plane resolution = 0.99 × 0.99 mm², scan time = 7 min [50 % NAV efficiency]). Subjective image quality (4-point scale) and objective image quality parameters including vessel sharpness, vessel diameter and CNR were calculated for WH-MRA and t-MRA. In patients, the accuracy for detection of stenosis larger than 50 % was compared to the accuracy of X-ray coronary angiography (XA), which was considered the standard. Results: WH-MRA demonstrated good vessel visibility in healthy subjects (100 %) whereas vessel visibility in patients was limited (78 % in an 8 segment evaluation). Vessel sharpness was inferior to that of t-MRA in patients (37 vs. 42 %) but equal in healthy subjects (42 %). Vessel diameter did not differ significantly between WH-MRA and t-MRA. CNR was significantly reduced for WH-MRA (CNR 7.4 vs. 11.5). The diagnostic accuracy for the detection of CAD was comparable for both MRA approaches (85.5 vs. 86.2 %). Conclusion: WH-MRA allows good coronary artery visualization in healthy subjects and patients and provides a simplified scanning procedure and advantages in 3D post-processing. Regarding image parameters and the detection of CAD, the results are comparable to those acquired with t-MRA. The major disadvantage remains the high number of diagnostically insufficient images.

Key words

Coronary angiography - MR angiography - steady-state free precession - whole-heart coronary MR angiography

Literatur

• 1 Budoff M J, Achenbach S, Duerinckx A. Clinical utility of computed tomography and magnetic resonance techniques for noninvasive coronary angiography.  J Am Coll Cardiol. 2003;  42 1867-1878
• 2 Manning W J, Edelman R R. Magnetic resonance coronary angiography.  Magn Reson Q. 1993;  9 131-151
• 3 Sandstede J, Beer M, Pabst T. et al . Primärdiagnostik der koronaren Herzerkrankung mit MRT und CT.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 477-483
• 4 Jahnke C, Paetsch I, Schnackenburg B. et al . Coronary MR angiography with steady-state free precession: individually adapted breath-hold technique versus free-breathing technique.  Radiology. 2004;  232 669-676
• 5 Stuber M, Botnar R M, Danias P G. et al . Submillimeter three-dimensional coronary MR angiography with real-time navigator correction: comparison of navigator locations.  Radiology. 1999;  212 579-587
• 6 Bornert P, Stuber M, Botnar R M. et al . Direct comparison of 3D spiral vs. Cartesian gradient-echo coronary magnetic resonance angiography.  Magn Reson Med. 2001;  46 789-794
• 7 Maintz D, Aepfelbacher F C, Kissinger K V. et al . Coronary MR angiography: comparison of quantitative and qualitative data from four techniques.  AJR Am J Roentgenol. 2004;  182 515-521
• 8 Spuentrup E, Buecker A, Stuber M. et al . Navigator-gated coronary magnetic resonance angiography using steady-state-free-precession: comparison to standard T2-prepared gradient-echo and spiral imaging.  Invest Radiol. 2003;  38 263-268
• 9 Spuentrup E, Katoh M, Stuber M. et al . Coronary MR imaging using free-breathing 3D steady-state free precession with radial k-space sampling.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 1330-1334
• 10 Kim W Y, Danias P G, Stuber M. et al . Coronary magnetic resonance angiography for the detection of coronary stenoses.  N Engl J Med. 2001;  345 1863-1869
• 11 Sommer T, Hofer U, Hackenbroch M. et al . Hochauflösende 3D-MR-Koronarangiographie in Echt-Zeit-Navigatortechnik: Ergebnisse aus 107 Patientenuntersuchungen.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 459-466
• 12 Barkhausen J, Hunold P, Jochims M. et al . Vergleich von Gradienten-Echo und steady state free precession Sequenzen zur 3D-Navigator-MR-Koronarangiographie.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 725-730
• 13 Giorgi B, Dymarkowski S, Maes F. et al . Improved visualization of coronary arteries using a new three-dimensional submillimeter MR coronary angiography sequence with balanced gradients.  AJR Am J Roentgenol. 2002;  179 901-910
• 14 Ozgun M, Hoffmeier A, Kouwenhoven M. et al . Comparison of 3D segmented gradient-echo and steady-state free precession coronary MRI sequences in patients with coronary artery disease.  AJR Am J Roentgenol. 2005;  185 103-109
• 15 Stuber M, Botnar R M, Danias P G. et al . Double-oblique free-breathing high resolution three-dimensional coronary magnetic resonance angiography.  J Am Coll Cardiol. 1999;  34 524-531
• 16 Weber O M, Martin A J, Higgins C B. Whole-heart steady-state free precession coronary artery magnetic resonance angiography.  Magn Reson Med. 2003;  50 1223-1228
• 17 Jahnke C, Paetsch I, Nehrke K. et al . Rapid and complete coronary arterial tree visualization with magnetic resonance imaging: feasibility and diagnostic performance.  Eur Heart J. 2005;  26 2313-2319
• 18 Sakuma H, Ichikawa Y, Suzawa N. et al . Assessment of coronary arteries with total study time of less than 30 minutes by using whole-heart coronary MR angiography.  Radiology. 2005;  237 316-321
• 19 Wang Y, Vidan E, Bergman G W. Cardiac motion of coronary arteries: variability in the rest period and implications for coronary MR angiography.  Radiology. 1999;  213 751-758
• 20 Botnar R M, Stuber M, Danias P G. et al . Improved coronary artery definition with T2-weighted, free-breathing, three-dimensional coronary MRA.  Circulation. 1999;  99 3139-3148
• 21 Brittain J H, Hu B S, Wright G A. et al . Coronary angiography with magnetization-prepared T2 contrast.  Magn Reson Med. 1995;  33 689-696
• 22 Botnar R M, Stuber M, Danias P G. et al . A fast 3D approach for coronary MRA.  J Magn Reson Imaging. 1999;  10 821-825
• 23 Etienne A, Botnar R M, Van Muiswinkel A M. et al . „Soap-Bubble” visualization and quantitative analysis of 3D coronary magnetic resonance angiograms.  Magn Reson Med. 2002;  48 658-666
• 24 Dirksen M S, Langerak S E, de Roos A. et al . Images in cardiovascular medicine. Malignant right coronary artery anomaly detected by magnetic resonance coronary angiography.  Circulation. 2002;  106 1881-1882
• 25 Hackenbroch M, Meyer C, Beck G. et al . 3D motion adapted gating (3D MAG): Eine neue Navigatortechnik zur Verkürzung der Messzeit in der hochauflösenden 3D-MR-Koronarangiographie in Echt-Zeit-Navigatortechnik.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177 350-357