Quantitative Perfusionsbestimmung der Myokardperfusion mit der MRT ohne Kontrastmittel: erste Ergebnisse an Patienten mit koronarer Herzerkrankung

Ziel: Die Beschreibung der myokardialen Mikrozirkulation ist von entscheidender Bedeutung in der Diagnostik und Therapie der koronaren Herzkrankheit (KHK). Dies beruht darauf, dass sich die funktioneile Bedeutung einer Koronarstenose weitaus mehr in Veränderungen der Mikrozirkulation als in der Morphologie der Stenose widerspiegelt. Die myokardiale Perfusion (P) ist ein wichtiger Parameter der Mikrozirkulation, ihre Bestimmung mithilfe sogenannter First-pass Techniken ist verbreitet und in einzelnen Zentren auch in der klinischen Routine etabliert. Neben der qualitativen Abschätzung der Perfusion ist die Bestimmung der Perfusionsreserve ein guter Indikator für die Vitalität des Myokards. Die meisten MRT-Techniken zur Perfusionsbestimmung arbeiten jedoch mit Kontrastmitteln (KM), was eine begrenzte Anwendbarkeit und Wiederholbarkeit dieser Methoden beinhaltet. Darüberhinaus erlauben viele First-pass Ansätze nur die qualitative nicht aber quantitative Bestimmung der Perfusion. Ziel der vorliegenden Studie ist die KM-freie Bestimmung von myokardialer Absolutperfusion und Perfusionsreserve bei Probanden und Patienten mit KHK.

Material und Methoden: Die myokardiale Perfusion P kann durch T1-Messungen nach globaler und schicht-selektiver Spin-Präparation bestimmt werden [1]. Aufgrund eines Inflow von ungestättigten Spins in die Ausleseschicht ist das Gewebe-T1 nach schichtselektiver Präparation kürzer als nach globaler Sättigung. Unter der Voraussetzung eines sog. 2-Kompartimente-Modelles mit schnellem Protonen-Austausch lässt sich die Absolutperfusion (in [ml/g/min]) nach folgender Formel berechnen:

dabei steht λ für den Blut-Gewebe-Koeffizient (im Herzmuskelgewebe ca. 0.9ml/g). T_1,Blut ist die longitudinale Relaxationszeit T1 des arteriellen Blutes, gemessen im linken Ventrikel. T_1,global und T_1,selektiv stehen für myokardiales T1 nach der jeweiligen Spin-Präparation. Die Perfusionsreserve wird bestimmt als Quotient von Stressperfusion dividiert durch Ruheperfusion. Zur T1-Bestimmung wurde eine schnelle EKG-getriggerte Saturation recovery FLASH-Sequenz implementiert bei der 10 Echos nach unterschiedlichen Saturationszeiten (TS=100, 200, 300, 400, 600, ... 1200, 1400, 9000ms) akquiriert werden (übrige Sequenzparameter: TR/TE/α/FOV/SL=2.9ms/1.4 ms/5°/300mm/12mm). Eine einzelne T1-Messung wird in einer Atemanhaltephase von ca. 15s durchgeführt. Zur Berechnung der Perfusion sind zwei T1-Messungen (nach globaler und selektiver Präparation, Gl. 1) nötig, für die Bestimmung der Perfusionsreserve eine weitere Messung (selektiv unter pharmakologischem Stress). Die Messungen wurden an einem 2T Bruker Scanner durchgeführt (31 mT/m, 600µs). 12 gesunde Probanden (n=12, 25±2J) und 16 Patienten (n=16,63±11J) mit klinischem Verdacht auf KHK wurden unter Ruhebedingungen und Adenosin-vermittelter Vasodilatation untersucht [2, 3].

Ergebnisse: Bei den Probanden wurde eine Ruheperfusion von 2.4±1.2ml/g/min berechnet (Adenosin: 3.9±1.3ml/g/min). Die mittlere Perfusionsreserve betrug 2.1±0.6. Bei den Patienten wurden die Perfusionsreserve von Vorder- zu Hinterwand verglichen. 11 von 16 Patienten wurden einer Adenosin-Belastung unterzogen. Deutlich erniedrigte Perfusionsre-serven in einem Stenose-assoziierten Myokardareal konnten dabei bei 7 von 11 Patienten detektiert werden (Abb. 1, links). Bei diesen Patienten betrug die relative Änderung der Ko-ronarreserve 44±18%. Zwei Patienten ohne Koronarstenosen zeigten keinen Unterschied in der Koronarreserve (relative Änderung 2±2%, Abb. 1, unten).

Schlussfolgerungen: Mithilfe der hier dargestellten Technik ist die Bestimmung von absoluter Myokardperfusion und Perfusionsreserve möglich. Bisher konnten bei Patienten mit koro-narer Eingefäßerkrankung Unterschiede in der Koronarreserve von Vorder- zu Hinterwand delektiert werden. Die vorgestellte T1-Methode ist nichtinvasiv, einfach einsetzbar und reproduzierbar und könnte daher ein wichtiges Verfahren zur Abschätzung myokardialer Perfusi-onsänderungen werden.

Literatur: Wacker CM et al. Magn Reson Med 1999;37:686–695. Fidler F et al. JCMR (submitted). Wacker CM et al. JMRI (submitted).

Abb 1: links: Patient mit hochgradiger RIVA-Stenose: deutlich eingeschränkte Perfusionsreserve (C_R) über der Vorderwand, rechts: Patient ohne signifikante Koronarstenosen. Hell: Ruheperfusion; dunkel: Stressperfusion; schwarz: Perfusionsreserve (C_R).