MR-Flussmessungen Techniken & Klinische Anwendungen

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1 MR-Flussmessungen Techniken & Klinische Anwendungen Priv.-Doz. Dr. med. Henrik J. Michaely Oberarzt Leiter des Geschäftsfelds Abdominelle und Vaskuläre Bildgebung Institut für Klinische Radiologie und Nuklearmedizin VSRN, Karlsruhe Grundprinzip der MR-Flussmessungen 1

2 Messtechnik EKG-getriggerte PC-Messung (n-1)-te k-raumzeile n-te k-raumzeile (n+1)-te k-raumzeile m-fach m-fach m-fach Zeit Grundprinzip der MR-Flussmessungen 2

3 VENC Velocity Encoding Gradient VENC anwendungsspezifisch, muss angepasst werden Je näher VENC am wahren Flussmaximum, desto genauer VENC zu groß Unterschätzung des Flusses VENC zu klein Aliasing (Phasenumschlag) VENC Abweichungen beeinflussen v max mehr als v mean Anwendung VENC (cm/s) Herzklappen 150 Aorta (Stenose) 150 Aorta 100 Nierenarterien 75 Venen 50 Pfortader 20 Liquor 10 PC-Bildgebung VENC zu hoch Magnituden-Bild Phasen-Rekonstruktion Srichai et al AJR 2009 VENC zu niedrig 3

4 Vergleich US-Doppler MR-PC-Flussmessung Peak-velocities MR-PC < US-Doppler US-Doppler überschätzt peak-velocities um ca. 25% Bestimmung des Mittelflusses mit MR-PC genauer als mit US-Doppler Srichai et al AJR 2009 Einsatzgebiete der MR PC-Flussmessung Blutflussquantifizierung Flussprofilbeurteilung Bestimmung der Blutflussrichtung Bestimmung der Blutflussgeschwindigkeit Stenosegraduierung Beurteilung von Herzklappenerkrankungen Beurteilung von dissezierenden Aortenaneurysmata Flussumkehrerkrankungen (z.b. Subclavian Steal Syndrome) 4

5 Nieren-MRA: Phasenkontrast-Flussmessungen velocity [cm/s] time [ms] Hämodynamische Änderungen bei NAST no stenosis 30% stenosis 50% stenosis >70% stenosis >90% stenosis Schoenberg SO et al. Am J time Physiol [ms] 1997; 272: H2477-H2484 Schoenberg SO et al. Radiology 1997; 203: Schoenberg SO, et al. JASN 2000; 11:

6 NAST: Änderungen im Mittelfluss vs Druckgradient A 400 Data from 7 dogs Mean flow [ml/min] B Pressure gradient [mmhg] MR Cine-PC TT-US 0 30% 50% 80% >90% Degree of stenosis PC-Flussmessung der Nierenarterien: Wie geht s? 1. EKG anlegen 2. MRA / vaskuläre Bildgebung zur Angulierung der Bilder 3. Doppelt senkrechte Angulierung der through-plane PC- Flussmessungen 4. Prospektive EKG-Triggerung 5. VENC 75cm/s 6

7 Verbesserte Diagnostik: MRA + Flussmessung Velocity [cm/s] Left renal artery Right renal artery time [ms] DSA Interobserver Übereinstimmung 0.9 Kappa values DSA MRA + FLOW MRA FLOW 7

8 PC-Flussmessungen: Therapieüberwachung MRA flow PC-Flussmessung der Aorta: Wie geht s? 1. EKG anlegen 2. MRA / vaskuläre Bildgebung zur Angulierung der Bilder 3. Doppelt senkrechte Angulierung der through-plane PC- Flussmessungen 4. Prospektive EKG-Triggerung 5. Ggf. Messung vor und nach Stenose zur Quantifizierung des Kollateralflusses 6. VENC cm/s 8

9 Positionierung der Flussmessung in der Aorta In-plane Darstellung der Turbulenzen Through-plane Flussquantifizierung PC-Bildgebung bei Aortendissektion Srichai et al AJR

10 PC-Flussmessung: Aliasing Aliasing: Fehlcodierung des Flusses bei zu niedrigem VENC Nachgelagerte Korrektur im Postprocessing, wenn 2 x Vmax < VENC Siemens Healthcare Sector PC-Bildgebung am Herzen - Anwendungen 1. Morphologische Darstellung von ante-/retrogradem Fluss, Shuntfluss 2. Quantifizierung des retro-/antegraden Flusses 3. Ermittlung von Shuntvolumina 4. Abschätzung des transstenotischen Drucks (modifizierte Bernoulli-Gleichung): p = 4 x v max ² 5. Beurteilung der diastolischen Relaxation 10

11 PC-Flussmessung des Herzens: Wie geht s? 1. EKG anlegen 2. CINE 2ch-, 3ch-, 4ch-view zur Orientierung 3. Parallel zur AV-Klappenenbene orientieren 4. Retrospektive EKG-Triggerung, um auch diastolische Ereignisse optimal zu erfassen 5. VENC 150cm/s, bei Stenosen bis 500cm/s 6. Bei Postprocessing Bewegung des Herzens beachten PC-Bildgebung der Herzklappen Phasenrekonstruktion Magnitudenrekonstruktion 2003 by Radiological Society of North America Glockner J F et al. Radiographics 2003;23:e9-e9 11

12 Morphologische PC-Bildgebung der Herzklappen Glockner J F et al. Radiographics 2003;23:e9-e9 Quantifizierung der ante-/retrograden Flussanteile Srichai et al AJR

13 Shunt-Darstellung: Septum Secundum Srichai et al AJR 2009 Detektion und Quantifizierung von Shuntvolumen Bandettini E et al Heart

14 Evaluation der AV-Klappen mit PC-Flussmessungen Klassifikation von Erkrankungen der Mitralklappe Glockner J F et al. Radiographics 2003;23:e9-e9 14

15 Cine-Darstellung HCM Funktionelle relevante HCM Srichai et al AJR

16 Klassifikation von Erkrankungen der Aortenklappe Glockner J F et al. Radiographics 2003;23:e9-e9 Diastolische Funktionsbeurteilung mit PC- Flussmessungen 4 Phasen der Diastole 1. Isovolumetrische Relaxationszeit 2. Early rapid filling 3. Diastase 4. Atrial contraction E-wave A-wave Normalwert E-/A-ratio 1, Courtesy Dr. K Bauner, LMU München 16

17 Korrelation PC-Flussmessungen - Herzecho Srichai et al AJR 2009 Graduelle Änderung der diastolischen Relaxation (z.b. bei Perikarditis constrictiva) Diastolische Dysfunktion Grad I Grad II Grade III/ IV E-Welle E/A (< 1) (1-2) (> 2) Courtesy Dr. K Bauner, LMU München 17

18 Korrelation PC-Flussmessungen - Herzecho Srichai et al AJR 2009 PC-MRA RF Pulse Bipolar Gradient Pulses Bipolar gradient pulses cause a change in phase which is proportional to velocity TE 18

19 3T PC-MRA TAc 27s Schnelle Gefäßlocalizer Sensitiv für langsamen Fluss (SVT) Hohe Auflösung von Venen und Arterien möglich Subclavian Steal Syndrom? Stepanksy F et al Radiographics 2007 Michaely H et al Radiologe

20 MR-Elastographie Rouviere et al, Radiology 2005 MR-Elastographie Rouviere et al, Radiology

21 Phasenmessung 7D flow Zusammenfassung 1. PC-Flussmessungen ubiquitär verfügbar, einfache Sequenztechnik 2. Sorgfältige Auswahl der Messparameter notwendig (Orientierung, Gating, VENC) 3. Hohe Messgenauigkeit und Korrelation mit externen Referenzverfahren 4. PC-Flussmessungen erlauben quantitative Messungen in Gefäßen, dem Herzen und im Gewebe 21

22 Vortrag als PDF Download auf 22