MR-Koronarangiographie mit MS-325, einem Blood-Pool-Kontrastmittel: Vergleich einer Inversion Recovery Steady-State Free Precession und einer Inversion Recovery Fast Low Angle Shot Sequenz in Probanden

Zusammenfassung

Ziel: Vergleich einer Inversion Recovery Steady-State Free Precession- (IR-SSFP-) und einer Inversion Recovery Fast Low Angle Shot- (IR-FLASH-)Sequenz für die MR-Koronarangiographie unter Verwendung eines blood-pool-Kontrastmittels (MS-325). Material und Methoden: 24 Probanden wurden an einem 1,5 T-System (Magnetom Sonata, Siemens, Erlangen) untersucht. Eine IR-SSFP (TR 3,8 ms, TE 1,6 ms, FA 65°, 35 Phasenkodierschritte, 540 Hz/Pixel Bandbreite, Schichtdicke 1,5 mm, In-Plane-Auflösung: 1,2 × 0,9 - 1,4 × 1,0 mm) und eine IR-FLASH (TR 3,8 ms, TE 1,6 ms, FA 25°- 35°, 37 Phasenkodierschritte, 490 Hz/Pixel Bandbreite, Schichtdicke 1,5 mm, In-Plane-Auflösung: 1,2 × 0,9 - 1,4 × 1,0 mm) Sequenz wurden zur Darstellung der Herzkranzgefäße nach i. v. Injektion von MS-325 (0,05 mmol/kg Körpergewicht, EPIX Pharmaceuticals, Cambridge, MA und Schering AG, Berlin) benutzt. Die Berechnung der Signal-zu-Rausch- (SRV-) und Kontrast-zu-Rausch- (KRV-)Verhältnisse erfolgte anhand von Signalintensitätsmessungen in Regions-of-Interest (ROI) im Gefäßlumen, im epikardialen Fettgewebe sowie im Myokard. Die Beurteilung der diagnostischen Qualität der MR-Koronarangiographien erfolgte anhand einer 5-Punkte-Skala von 1 (exzellent) bis 5 (nicht diagnostisch) durch zwei Radiologen im Konsens. Ergebnisse: Das berechnete SRV des Gefäßlumens sowie das KRV waren signifikant höher unter Verwendung der SSFP-Sequenz (SRV-Gefäßlumen: 27,7 ± 4,7 vs. 22,6 ± 4,9, p < 0,0001; KRV: 21,0 ± 4,3 vs. 15,8 ± 4,3, p < 0,0001). Die Beurteilung der diagnostischen Qualität erbrachte signifikant bessere Werte für die IR-SSFP-Sequenz (2,9 ± 0,9 vs. 3,6 ± 0,7, p < 0,0001). Schlussfolgerung: Verglichen mit der IR-FLASH-Sequenz ermöglicht die IR-SSFP-Sequenz einen signifikante Verbesserung der Bildqualität der MR-Koronarangiographie nach Injektion eines blood-pool-Kontrastmittels.

Abstract

Purpose: To compare the signal-to-noise and contrast-to-noise ratio as well as the image quality of 3D inversion recovery steady-state free precession (IR-SSFP) and 3D inversion recovery fast low angle shot (IR-FLASH) sequences for contrast-enhanced breath-hold MRCA. Materials and Methods: 24 healthy volunteers (10 female, 14 male, mean age 29.8 ± 6.1 years) were involved in this study. All examinations were performed on a 1.5 T MR scanner (Magnetom Sonata, Siemens, Germany) after injection of 0.05 mmol/kg body weight MS-325 (EPIX Pharmaceuticals, Cambridge, MA and Schering AG, Berlin, Germany). MRCA was performed using IR-SSFP (TR 3.8 ms, TE 1.6 ms, FA 65°, 35 phase encoded steps, bandwidth 540 Hz/pixel, slice thickness 1.5 mm, in-plane resolution 1.2 × 0.9 - 1.4 × 1.0 mm) and IR-FLASH (TR 3.8 ms, TE 1.6 ms, FA 25°, bandwidth 490 Hz/pixel, slice thickness 1.5 mm, in-plane resolution 1.2 × 0.9 - 1.4 × 1.0 mm) sequences. For all scans the inversion time was set to null the signal intensity of the myocardium. Signal-to-noise ratio (SNR) as well as contrast-to-noise ratio (CNR) measurements (blood versus myocardium) were performed. The image quality was assessed based on a 5-point scale ranging from 1 (excellent) to 5 (non-diagnostic) by two radiologists in consensus. Results: The mean signal-to-noise ratio of blood (27.7 ± 4.7 vs. 22.6 ± 4.9, P < 0.0001) and the contrast-to-noise ratio (21.0 ± 4.3 vs. 15.8 ± 4.3, P < 0.0001) showed significantly higher values for IR-SSFP sequences. The mean image quality scores were significantly higher for SSFP (3.6 ± 0.7) than FLASH (2.8 ± 0.9) sequences (P < 0.05). Conclusion: IR-SSFP sequences show a considerable overall improvement in image quality compared to IR-FLASH sequences for MRCA after injection of a gadolinium-based blood pool contrast agent.

Magnetic resonance imaging - MS 325 - intravascular contrast agent - blood pool contrast medium - coronary arteries - magnetic resonance coronary angiography

Literatur

• 1 Statistisches Bundesamt .Todesursachen in Deutschland 2002. Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2004
• 2 Enbergs A, Burger R, Reinecke H. et al . Prevalence of coronary artery disease in a general population without suspicion of coronary artery disease: angiographic analysis of subjects aged 40 to 70 years referred for catheter ablation therapy.  Eur Heart J. 2000;  21 45-52
• 3 Lee T H, Boucher C A. Clinical practice. Noninvasive tests in patients with stable coronary disease.  N Engl J Med. 2001;  344 1840-1845
• 4 Mannebach H,. Horstkotte . 19. Bericht über die Leistungszahlen der Herzkatheterlabore in der Bundesrepublik Deutschland.  Z Kardiol. 2004;  1022-1025
• 5 Johnson L W, Krone R. Cardiac catheterization 1991: A report of the Registry of the Society for Cardiac Angiography and Interventions (SCA&I).  Cathet Cardiovasc Diagn. 1993;  28 219-220
• 6 Karnegis J N, Heinz J. The risk of diagnostic cardiovascular catheterization.  Am Heart J. 1979;  97 291-297
• 7 Fransson S G, Persliden J. Patient radiation exposure during coronary angiography and intervention.  Acta Radiol. 2000;  41 142-144
• 8 Nieman K, Cademartiri F, Lemos P A. et al . Reliable Noninvasive Coronary Angiography With Fast Submillimeter Multislice Spiral Computed Tomography.  Circulation. 2002;  106 2051-2054
• 9 Leber A W, Knez A, Becker C. et al . Non-invasive intravenous coronary angiography using electron beam tomography and multislice computed tomography.  Heart. 2003;  89 633-639
• 10 Paul J F, Ohanessian A, Caussin C h. et al . Visualization of coronary tree and detection of coronary artery stenosis using 16-slice, sub-millimeter computed tomography: preliminary experience.  Arch Mal Couer Vaiss. 2004;  97 31-36
• 11 Kim W Y, Danias P G, Stuber M. et al . Coronary magnetic resonance angiography for the detection of coronary stenosis.  N Engl J Med. 2001;  345 1863-1869
• 12 Fischer S E, Wickline S A, Lorenz C H. Novel real-time R-wave detection algorithm based on the vectorcardiogram for accurate gated magnetic resonance acquisitions.  Magn Reson Med. 1999;  42 361-370
• 13 McConell M V, Khasgiwala V C, Savord B J. et al . Prospective adaptive navigator correction for breath-hold magnetic resonance coronary angiography.  Magn Reson Med. 1997;  37 148-152
• 14 Hackenbroch M, Meyer C, Beck G. et al . 3D Motion Adapted Gating: Eine neue Navigatortechnik zur Verkürzung der Messzeit bei der MR-Koronarangiographie.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177  350-357
• 15 Thomas D, Krug B, Hackmann D. et al . MR Koronarangiographie: Vergleich von SSFP- und gespoilter GRE-Sequenz (Brightblood-Technik) und TSE-Sequenz (Blackblood-Technik) bei gesunden Probanden.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 1589-1598
• 16 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
• 17 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
• 18 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
• 19 Kaul M G, Stork A, Bansmann P M. et al . Evaluation von Balanced Steady-State Free Precession (TrueFISP) und k-Raum segmentierter Gradientenechosequenzen für die 3D-MR-Koronarangiographie mit Navigator-Technik bei 3 Tesla.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176  1560-1565
• 20 Morise A P. Comparison of the Diamond-Forrester method and a new score to estimate the pretest probability of coronary disease before exercise testing.  Am Heart J. 1999;  138 740-745
• 21 Mahfouz A E. MS-325.  Curr Opin Investg Drugs. 2000;  1 476-480
• 22 Lauffer R B, Parmelee D J, Dunham S U. et al . MS-325: albumin-targeted contrast agent for MR angiography.  Radiology. 1998;  207 529-538
• 23 Godfarb J W, Edelmann R R. Coronary arteries: breath-hold, gadolinium-enhanced, three-dimensional MR angiography.  Radiology. 1998;  206 830-834
• 24 Zheng J, Li D, Bae K T. et al . Three-dimensional gadolinium-enhanced coronary magnetic resonance angiography: initial experience.  J Cardiovasc Magn Reson. 1999;  1 33-41
• 25 Taupitz M, Schnorr J, Wagner S. et al . Coronary magnetic resonance angiography: experimental evaluation of the new rapid clearance blood pool contrast medium P792.  Magn Reson Med. 2001;  46 932-938
• 26 Li D, Zengh J, Weinmann H J. Contrast-enhanced MR imaging of coronary arteries: comparison of intra- and extravascular contrast mediums in swine.  Radiology. 2001;  218 670-678
• 27 Herborn C U, Barkhausen J, Paetsch I. et al . Coronary arteries: Contrast-enhanced MR imaging with SH L 643A- experience in 12 volunteers.  Radiology. 2003;  229 217-223
• 28 Oppelt A, Graumann R, Barfuss H. et al . FISP- a new fast MRI sequnce.  Electromedica. 1986;  54 15-18
• 29 Carr J, Simonett O, Bundy J. et al . Cine MR angiography of the heart with segmented true fast imaging with steady-state precission.  Radiology. 2001;  219 828-834
• 30 Thiele H, Nagel E, Paetsch I. et al . Functional cardiac MR imaging with steady-state free precession (SSFP) significantly improves endocardial border delineation without contrast agent.  J Magn Res Imaging. 2001;  14 362-367
• 31 Deshpande V S, Shea S M, Laub G. et al . 3D magnetisation-prepared true-FISP: a new technique for imaging coronary arteries.  Magn Reson Med. 2001;  46 494-502
• 32 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
• 33 Li D, Paschal C B, Haacke E M. et al . Coronary arteries: three-dimensional MR imaging with fat saturation and magnetization transfer contrast.  Radiology. 1993;  187 401-406