Zeitlich aufgelöste multiphasische 3D-MR-Angiographie zur Diagnostik des Lungengefäßsystems bei Kindern

Zusammenfassung

Ziel: Evaluation der zeitlich aufgelösten, multiphasischen 3D- MR-Angiographie zur nicht-invasiven Diagnostik des pulmonalen Gefäßsystems bei Kindern. Patienten und Methoden: 10 Kinder im Alter von 6 - 15 Jahren (mittleres Alter 10 Jahre) wurden an einem 1,5 T Ganzkörpertomographen mit einer zeitlich aufgelösten, multiphasischen 3D-MRA nach Injektion von Gd-DTPA (0,2 mmol/kg Körpergewicht) untersucht. Durch die Verwendung einer ultraschnellen Gradientenechosequenz mit asymmetrischer k-Raumabtastung und sehr kurzen Echo- und Repetitionszeiten konnte bei einer nominellen Ortsauflösung von 1,4 × 1,4 × 2,0 mm³ eine Zeitauflösung zwischen 5,6 und 6,2 Sekunden für einen 3D-Datensatz erzielt werden. Die Auswertung der MRA-Daten erfolgte in Unkenntnis der klinischen Diagnose durch zwei Radiologen im Konsensus. Die Bildqualität wurde hinsichtlich des Gefäßkontrastes sowie der Überlagerung durch Artefakte beurteilt. Zusätzlich erfolgte eine quantitative Analyse des Signal-zu-Rausch- und Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR und CNR) für zentrale und periphere Segmente der Lungenstrombahn. Ergebnisse: Die Untersuchung wurde von allen Kindern ohne Nebenwirkungen toleriert. In allen Fällen konnte die klinische Diagnose, welche auf einer Kombination aus Echokardiographie, Katheterangiographie und Operationsbefunden basierte, durch die MRA bestätigt werden. Die Qualität der Kontrastierung der Lungenarterien und -venen war in der Mehrzahl der Fälle (19 von 20) von ausreichender diagnostischer Qualität. In keinem der MRA-Datensätze wurden störende Artefakte beobachtet. Die quantitative Analyse der SNR und CNR der Lungenarterien und -venen zeigte analog zu den Ergebnissen der Reader-Analyse einen hohen und gleichmäßigen Gefäßkontrast in den zentralen und peripheren Segmenten der Lungenstrombahn. Schlussfolgerung: Die zeitlich aufgelöste, multiphasiche 3D-MRA erlaubt eine nicht-invasive Diagnostik des pulmonalen Gefäßsystems bei Kindern. Aufgrund der hervorragenden Bildeigenschaften scheint ein Ersatz der konventionellen Katheterangiographie zur morphologischen Diagnostik des Lungengefäßsystems möglich.

Abstract

Purpose: To evaluate time-resolved, multiphasic 3D MR angiography (MRA) for the non-invasive assessment of the pulmonary vascular system in children. Materials and Methods: 10 children aged 6 to 15 years (mean age 10 years) ware examined on a 1.5 T whole body MR system with time-resolved, multiphasic 3D MRA after injection of 0.2 mmol/kg body weight of Gd-DTPA. With the use of an ultrafast gradient echo pulse sequence with asymmetric k-space filling and very short echo and repetition times, a nominal spatial resolution of 1.4 × 1.4 × 2.0 mm³ could be achieved with a scan time of 5.6 and 6.2 seconds for a single 3D data set. Two radiologists, who were blinded to the clinical diagnosis, analyzed the image data in consensus. The image analysis included the assessment of the image contrast and artifacts as well as a quantitative analysis of the signal-to-noise (SNR) and contrast-to-noise ratios (CNR) for central and peripheral lung vessel segments. Results: The children tolerated all examinations without any side effects. The referral diagnosis, which was based on echocardiography, catheter angiography and surgery, was confirmed by MRA in all cases. The image contrast was rated at least satisfactory in all but one case (19 of 20) and no artifacts were observed. The quantitative analysis of the SNR and CNR in the pulmonary arteries and veins confirmed the reader analysis of a high and uniform contrast throughout the entire pulmonary circulation. Conclusion: Time-resolved multiphasic 3D MRA allows a non-invasive diagnostic evaluation of the pulmonary circulation in children. In view of the excellent image quality, MRA may replace conventional diagnostic catheter angiography in the near future.

Key words

MR-angiography - chest - pulmonary artery - pulmonary vein - congenital heart disease

Literatur

• 1 Freedom R M, Mawson J B, Yoo S J, Benson L M (eds). Congenital Heart Disease: Textbook of Angiocardiography. Armonk NY; Futura Publishing Co 1997: 275 - 288, 409, 492, 665 - 706
• 2 Maki D D, Siegelman E S, Roberts D A, Baum R A, Gefter W B. Pulmonary arteriovenous malformations: three-dimensional gadolinium- enhanced MR angiography-initial experience.  Radiology. 2001;  219 243-246
• 3 Dines D E, Arms R A, Bernatz P E, Gomes M R. Pulmonary arteriovenous fistulas.  Mayo Clin Proc. 1974;  49 460-465
• 4 Tesler U F, Balsara R H, Niguidula F N. Aberrant left pulmonary artery (vascular sling): report of five cases.  Chest. 1974;  66 402-407
• 5 Vosshenrich R, Fischer U. Contrast-enhanced MR angiography of abdominal vessels: is there still a role for angiography?.  Eur Radiol. 2002;  12 218-230
• 6 Ruehm S G, Goyen M, Debatin J F. MR-Angiographie: Erste Wahl bei der Abklärung des arteriellen Gefäßsystems.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 551-561
• 7 Schoenberg S O, Wunsch C, Knopp M V, Essig M, Hawighorst H, Laub G, Prince M R, Allenberg J R, Kaick G van. Abdominal aortic aneurysm. Detection of multilevel vascular pathology by time-resolved multiphase 3D gadolinium MR angiography: initial report.  Invest Radiol. 1999;  34 648-659
• 8 Goyen M, Ruehm S G, Jagenburg A, Barkhausen J, Kroger K, Debatin J F. Pulmonary arteriovenous malformation: Characterization with time-resolved ultrafast 3D MR angiography.  J Magn Reson Imaging. 2001;  13 458-460
• 9 Schoenberg S O, Bock M, Floemer F, Grau A, Williams D M, Laub G, Knopp M V. High-resolution pulmonary arterio- and venography using multiple-bolus multiphase 3D-Gd-mRA.  J Magn Reson Imaging. 1999;  10 339-346
• 10 Schoenberg S O, Knopp M V, Grau A, Bischoff H, Bock M, Schlemmer H P, Hawighorst H, Laub G, Kosmaoglou P, Kaick G van. Ultraschnelle MR-Venograhpie der Lungen.  Radiologe. 1998;  38 597-605
• 11 Bock M, Schoenberg S O, Floemer F, Schad L R. Separation of arteries and veins in 3D MR angiography using correlation analysis.  Magn Reson Med. 2000;  43 481-487
• 12 Gudbjartsson H, Patz S. The Rician distribution of noisy MRI data.  Magn Reson Med. 1995;  34 910-914
• 13 Holmqvist C, Larsson E-M, Stahlberg F, Laurin S. Contrast-enhanced thoracic 3D-MR angiography in infants and children.  Acta Radiol. 2001;  42 50-58
• 14 Floemer F, Glombitza G, Knopp M V, Schoenberg S O, Brockmeier K, Meinzer H P. Anwendung der virtuellen Realität für MRA-Daten komplexer Gefäßstrukturen.  Radiologe. 2000;  40 246-255
• 15 Lam W W, Chan J H, Hui Y, Chan F. Non-breath-hold gadolinium-enhanced MR angiography of the thoracoabdominal aorta: experience in 18 children.  Am J Roentgenol. 1998;  170 478-480
• 16 Dobritz M, Radkow T, Nittka M, Bautz W, Fellner F A. VIBE mit paralleler Akquisitionstechnik - eine neue Möglichkeit der dynamischen kontrastverstärkten MRT der Leber.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 738-741
• 17 Pruessmann K P, Weiger M, Scheidegger M B, Boesiger P. SENSE: sensitivity encoding for fast MRI.  Magn Reson Med. 1999;  42 952-962
• 18 Sodickson D K, McKenzie C A, Ohliger M A, Yeh E N, Price M D. Recent advances in image reconstruction, coil sensitivity calibration, and coil array design for SMASH and generalized parallel MRI.  MAGMA. 2002;  13 158-163