MRT-Sicherheitsaspekte und -Artefakte von Vorhofseptum-Okkludersystemen bei 1,5 Tesla: eine Phantomstudie

Zusammenfassung

Ziel: Phantomstudie zur Untersuchung der MR-Sicherheit und MRT-Artefaktintensitäten von Systemen zum Verschluss des offenen Foramen ovale und von Vorhofseptumdefekten. Material und Methoden: 7 verschiedene kommerziell erhältliche Okkludermodelle (Amplatzer ASD, Angel Wing ASD, Helex Septal Occluder, Cardia PFO-Star Generation I & III, Sideris Buttoned Device, Starflex ASD) wurden in einem 1,5-Tesla-Ganzkörpertomographen getestet. Im Anschluss an einen Deflektionstest wurden alle nichtmagnetischen Instrumente mit unterschiedlichen MRT-Pulssequenzen wie einer konventionellen Spinecho-Sequenz, einer gespoilten Gradientenechosequenz sowie einer schnellen, refokussierten Steady-State-Pulssequenz (z. B. trueFISP) abgebildet, die auch in der kardialen MRT Verwendung finden. Zusätzlich wurde die Temperatur der Instrumente im MR-Tomographen während zweier Bildgebungsprotokolle (trueFISP, HASTE) mit einem MR-kompatiblen faseroptischen Thermometer gemessen. Ergebnisse: Ein ferromagnetischer Okkluder (Sideris Buttoned Device) bestand den Deflektionstest nicht und wurde von weiteren Experimenten ausgeschlossen. Die nicht-ferromagnetischen Okkluder zeigten nur geringfügige Artefakte mit Artefaktgrößen, die 2 mm Ausdehnung nicht überschritten. Eine Erwärmung der Okkluder wurde nicht beobachtet. Schlussfolgerung: Die 6 untersuchten nichtmagnetischen Okkludermodelle können mit typischen kardialen Bildgebungsprotokollen bei 1,5 Tesla sicher zur Bildgebung eingesetzt werden. Die Ausdehnung der Artefakte ist klein genug, um anatomische und funktionelle MR-Bildgebung selbst in der direkten Umgebung der Okkluder zu betreiben.

Abstract

Purpose: To investigate the magnetic resonance safety and magnetic resonance artifact intensities of patent foramen ovale and atrial septal occluders in a phantom study. Materials and Methods: Seven different commercial occluder models (Amplatzer ASD, Angel Wing ASD, Helex Septal Occluder, Cardia PFO-Star Generation I & III, Sideris Buttoned Device, Starflex ASD) were tested in a 1.5 Tesla whole-body MR scanner. Following a deflection test, the non-magnetic devices were imaged using different MRI pulse sequences including conventional spin echo, spoiled gradient echo as well as fast refocused steady-state pulse sequences (trueFISP) commonly used for cardiac MRI. Additionally, device temperatures were measured in the MR scanner during two imaging protocols (trueFISP, HASTE) with an MR-compatible fiber-optical thermometer. Results: One ferromagnetic device (Sideris Buttoned Device) did not pass the deflection test and was excluded from further experiments. For typical cardiac imaging protocols, the remaining non-ferromagnetic devices showed only minor image artifacts with artifact sizes not exceeding 2 mm next to a strut. Heating was not observed in the devices. Conclusion: Non-ferromagnetic occluder models used in this study can safely be imaged with typical cardiac MRI protocols at 1.5 Tesla. The device artifact sizes are small enough to allow anatomical and functional MRI even in the immediate vicinity of the occluders.

MRI device artifact - MR safety - cardiac MRI - cardiac devices - occluder

Literatur

• 1 Martin F, Sanchez P L, Doherty E. et al . Percutaneous Transcatheter Closure of Patent Foramen Ovale in Patients With Paradoxical Embolism.  Circulation. 2002;  1121-1126
• 2 Buecker A, Spuentrup E, Grabitz R. et al . Magnetic resonance-guided placement of atrial septal closure device in animal model of patent foramen ovale.  Circulation. 2002;  511-515
• 3 Shellock F G, Morisoli S M. Ex Vivo Evaluation of Ferromagnetism and Artifacts of Cardiac Occluders Exposed to a 1.5-T MR System.  J Magn Reson Imag. 1994;  213-215
• 4 Shellock F G. Reference Manual For Magnetic Resonance Safety, Implants, and Devices: 2005 Edition. Los Angeles; Biomedical Research Publishing Group 2005
• 5 Carr H Y, Purcell E M. Effects of diffusion on free precession in nuclear magnetic resonance experiments.  Phys Rev. 1954;  630-638
• 6 Meiboom S, Gill D. Modified spin echo method for measuring nuclear relaxation times.  Rev Sci Instr. 1958;  688-691
• 7 Sommer T, Maintz D, Schmiedel A. et al . Hochfeld-Magnetresonanztomographie: Magnetische Anziehungs- und Rotationskräfte auf metallische Implantate bei 3,0 T.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  731-738
• 8 Jung B A, Hennig J, Scheffler K. Single-breathhold 3D-trueFISP cine cardiac imaging.  Magn Reson Med. 2002;  921-925
• 9 Gutberlet M, Hosten N, Abdul-Khaliq H. et al . Wertigkeit der Magnetresonanztomographie (MRT) zur Beurteilung der Ventrikel- und Anastomosen-Funktion bei Patienten mit extra- oder intrakardialer totaler cavopulmonaler Anastomose (TCPC) - modifizierte Fontan-Operation.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  431-441
• 10 Liu C Y, Farahani K, Lu D S. et al . Safety of MRI-guided endovascular guidewire applications.  J Magn Reson Imaging. 2000;  75-78
• 11 Ladd M E, Quick H H. Reduction of resonant RF heating in intravascular catheters using coaxial chokes.  Magn Reson Med. 2000;  615-619
• 12 Nitz W R, Oppelt A, Renz W. et al . On the heating of linear conductive structures as guide wires and catheters in interventional MRI.  J Magn Reson Imaging. 2001;  105-114
• 13 Shenhav A, Azhari H. Gradient field switching as a source for artifacts in MR imaging of metallic stents.  Magn Reson Med. 2004;  1465-1468
• 14 Grau A J, Schoenberg S O, Lichy C. et al . Lack of evidence for pulmonary venous thrombosis in cryptogenic stroke: a magnetic resonance angiography study.  Stroke. 2002;  1416-1419
• 15 Mohrs O K, Petersen S E, Erkapic D. et al . Diagnosis of patent foramen ovale using contrast-enhanced dynamic MRI - A pilot study.  Am J Roentgenol AJR. 2005;  234-240
• 16 Herold T, Caro W C, Heers G. et al . Abhängigkeit der Artefaktgröße vom Sequenztyp in der MRT-Präparatstudie zur Beurteilung der postoperativen Schulter nach Labrumfixation.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  1296-1301

1 Anmerkung zur Fußnote Autoren
Bock 1* und Mohrs 2*: *both authors have contributed equally to this study