23 Na MR-Bildgebung des Herzens

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Na MR-Bildgebung des Herzens
A. Karg, S. Laukemper-Ostendorf, M. Schmitt, M. Thelen, W.G. Schreiber
Klinik für Radiologie, Johannes Gutenberg-Universität, Mainz
[email protected]
EINLEITUNG:
Die 23Na MR-Bildgebung bietet die Möglichkeit, nach
einem Infarkt nichtinvasiv Informationen über die Gewebevitalität im Myokard zu erhalten [1].
In nichtvitalen Myokardgebieten ist die Signalintensität
gegenüber vitalen Gebieten auf Grund eines Anstiegs
der Natrium-Konzentration um fast 100% erhöht [2].
Aber auch die Relaxationszeiten in den geschädigten
Myokardarealen sind verkürzt [2].
Ziel war daher die Entwicklung von Sequenzen zur 23Na
MR-Bildgebung und zu untersuchen, ob die quantitative
Bestimmung der T2-Zeit von 23Na trotz des üblicherweise relativ niedrigen Signal-Rausch-Verhältnisses in der
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Na-MRT möglich ist. Die T2-Zeit könnte ein interessanter Parameter für die quantitative Beurteilung von
Störungen des Ionengleichgewichts im Myokard sein.
Zur T2*-Bestimmung wurde unter Berücksichtigung des
Rauschens eine monoexponentielle Funktionsanpassung
durchgeführt:
MATERIAL UND METHODEN:
Alle Messungen wurden an einem Siemens Magnetom
Vision 1,5T mit einer 23Na-Oberflächenspule (Rapid
Biomed, Würzburg) in Bauchlage durchgeführt. Zunächst wurden Lokalisierungsaufnahmen auf Protonenfrequenz erstellt.
Die Messungen erfolgten mit den folgenden Sequenzen:
ERGEBNISSE:
Abbildung 1 zeigt eine typische 23Na MR-Aufnahme
(Kurzachsenschnitt).
Das Signal-Rausch-Verhältnis in den 2D-Aufnahmen
betrug im rechten Ventrikel 22,2±1,9, im linken Ventrikel 17,5±3,0 und im Septum 6,6±0,2.
In den 3D-Aufnahmen wurden folgende Werte bestimmt: rechter Ventrikel 10,5±4,1, linker Ventrikel
8,9±3,8, Septum 4,3±3,8.
-
2D-FLASH:
TR/TE = 18ms/4,6ms
URF = 120V (sinc-Puls, Dauer 1,024ms)
MA = 64 x 128, NEX = 600
Ortsauflösung 6,3mm x 3,1mm x 20mm
keine EKG-Triggerung
Messzeit 7min
-
3D-FLASH:
TR/TE = 21ms/6ms
URF = 150V (nichtselektiver Rechteckpuls)
MA = 64 x 128 x 8, NEX = 80
Ortsauflösung 6,3mm x 3,1mm x 25mm
keine EKG-Triggerung
Messzeit 14min
-
2D-FLASH Multiecho:
TR/TE = 30ms/4,6 - 26ms (8 Echos)
URF = 120V
MA = 64 x 64, NEX = 150
Ortsauflösung 6,3mm x 3,1mm x 20mm
keine EKG-Triggerung
Messzeit 7min
Die Auswertung der Aufnahmen erfolgte visuell und
durch die Bestimmung des Signal-Rausch-Verhältnisses
im rechten und im linken Ventrikel sowie im Septum.
2
SI = SI noise
+ A2 exp(− 2 Bt )
SI: Signalintensität
SInoise: Bildrauschen
T2*=1/B
Bei der Auswertung wurde auf Teilvolumeneffekte und
Überstrahlungen des linken Ventrikels geachtet. Die
ROI-Breite betrug 2 Pixel.
Es wurden die Messungen an 5 Probanden ohne kardiale
Anamnese in die Auswertung einbezogen.
LV
RV
Abbildung 1: 2D-FLASH 23Na MR-Aufnahme eines
Probanden (Kurzachsenschnitt). Der linke und der
rechte Ventrikel sowie das Septum sind gut dargestellt.
Außerdem ist das Sternum zu erkennen.
S I [b.E .]
300
200
100
0
0
5
10
15
20
25
30
TE [ms ]
Abbildung 2: Signalanpassung an Signal-Zeit-Kurven
(⋅⋅⋅⋅⋅) in verschiedenen Geweben: Myokard(n), rechter
Ventrikel(l), linker Ventrikel(×).
Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für eine T2*-Messung.
Die berechneten T2*-Werte betrugen im Mittel über alle
Probanden 19,3±9,9ms (Myokard), 19,1±4,3ms (rechter
Ventrikel) und 20,4±5,3ms (linker Ventrikel).
DISKUSSION:
Vorderwand und Septum des menschlichen Herzens
können mit der 23Na-MRT innerhalb akzeptabeler
Messzeiten dargestellt werden. Die Hinterwand ist auf
Grund der Spulenkonstruktion nicht mit ausreichender
Qualität darstellbar.
Aufnahmen mit der 2D-FLASH-Sequenz bieten zwar
die bessere Bildqualität gegenüber Aufnahmen, die mit
der 3D-FLASH-Sequenz angefertigt wurden, jedoch
erfordert die Aufnahme jeder einzelnen Schicht 7 Minuten Messzeit.
Die T2*-Zeit beträgt im Herzen im Mittel 19,6±0,6ms.
Es konnte kein signifikanter Unterschied zwischen der
T2*-Zeit des Blutes und der des Septums festgestellt
werden.
Um eine bessere Bildqualität zu erreichen und eine
präzisere Bestimmung der T2*-Zeiten möglich zu machen, wird es notwendig sein, EKG-getriggerte Messsequenzen zu entwickeln, deren Messzeit trotz allem gegenüber Patienten und Probanden vertretbar ist.
LITERATUR:
[1] Parrish, T.B. et. al., MRM 38, 653-661 (1997)
[2] Kim, R.J. et. al., Circulation 95, 1877-1885 (1997)
DANKSAGUNG:
Diese Studie wurde von der Innovationsstiftung Rheinland-Pfalz gefördert.