Hjerte MR perfusjon. Knut Haakon Stensæth Thorax-Intervensjonsradiologi OUS Ullevål

Transkript

1 Hjerte MR perfusjon Knut Haakon Stensæth Thorax-Intervensjonsradiologi OUS Ullevål

2 Bakgrunn! Koronar sykdom er blant de hyppigste dødsårsakene i den vestlige verden 1,2! Iskemisk kaskade 3! Perfusjonsdefekter kommer først, deretter! Endringer i vegg bevegelighet, og! Angina, endringer i EKG 1 Barkhausen et al., JMRI Edelman et al., Radiology Nesto et al., Am J Cardiol 1987

3 Myokard perfusjon! Myokard perfusjon med første-passasje kontrastforsterket hjerte MR ble introdusert i 1990 med en inversion recovery (IR) gradient sekvens etter injeksjon av en bolus Gd-DTPA for å observere kontrastens ferd gjennom hjertekamrene og myokard 1! Regional myokard perfusjon er sannsynligvis den mest direkte måten å måle atherosklerotisk koronar sykdom på 1 Atkinson et al. Radiology 1990

4 Tekniske utfordringer! Det største tekniske problemet er behovet for 3D i tillegg til høy spatial (< 1 mm) og temporal oppløsning (ca 1 sek)! Hele studien må gjøres i løpet av en enkel injeksjon av kontrast! Bildeopptaket må være sensitivt for T1 relaksasjon, med samtidig bevegelse fra hjerte og respirasjon

5 Hvorfor gjøre myokard perfusjon?! Tidlig deteksjon av koronar sykdom! Identifisere iskemiske områder! Monitorere og følge opp behandling! Detektere andre (ellers udetekterte) mangler (f. eks. mikrosirkulatoriske)

6 Bildediagnostikk Rtg thorax Ekkokardiografi Nukleær medisin Angiografi Hjerte MR

7 Andre modaliteter! SPECT; lav oppløsning, ikke kvantitativ, stråling! PET; lite tilgjengelig (kun steder med cyclotron)! Ekkokardiografi; lav oppløsning, begrenset akustisk vindu J Schwitter et al, EHJ 2011

8 MR-IMPACT II 33 Centers Multivendor: Dose mmol/kg Gd-DTPA-BMA 1 Perfusion-CMR n=465 AUC: 0.75±0.02 Sensitivity * Specificity SPECT all n=465 AUC: 0.65±0.03 P= gated-spect n=277 AUC: 0.69±0.03 P=0.018 ungated-spect n=188 AUC: 0.63±0.04 P=0.023 P=ns vs Gated J Schwitter et al, 2009

9 1,5 T Hjerte spole

10 Sekvenser

11 Hjerte MR OUS Ullevål

12 Cine sekvenser 2k 3k 4k SA

13 Før kontrast T2 STIR

14 CMR-kontrast! Introduksjon av gadolinium har ført til betydelig økt bruk av MR! Utnytter flere faser! En eller to doser, men oppladning ofte dose uavhengig! Gadolinium-DTPA 0,05 mmol/kg, 3 ml/sek (OUS Ullevål) Wolff et al, Circ. 2004

15 First pass: Tid-intensitet kurver Ve. ventrikkel [Gd] Normalt myokard Iskemi <10s Perfusjon min Infarkt time

16 Gd Tid

17 J Schwitter et al, EHJ 2011

18 First-Pass: Oversikt! Kontrast bolus injeksjon! Gd; T 1 -forkortning! EKG gating, Hold-pusten! T 1 prep.! Saturasjon, Inversjon! Raske teknikker! SPGR, SSFP, EPI

19 First-Pass: Sekvenser Fig. fra Barkhausen et al., JMRI 2004

20 First-Pass: Tidsserier Fig. fra: Irwan et al., MRI 2007

21 First-Pass myokard perfusjon! Lineær relasjon mellom signal og bolus! Høy CNR (10:1) 1! Høy temporal resolusjon (1~2 s)! Høy spatial resolusjon (< 1 mm, 8 mm snitt)! Dekker hele hjertet (6~8 snitt)! Total undersøkelsestid 1~2 min. 1 Jerosch-Herold et al., JMRI 2004

22 T 1 Prep Pulser! Mål: T 1 kontrast, korrelere signal og bolus! Inversion-Recovery (IR)! Sterkere T 1 kontrast! Nulling av ikke-oppladende myokard 1,2! Saturation-Recovery (SR)! Mindre sensitiv for arytmier 1 Atkinson et al., Rad Crean et al., Clin Rad 2006

23 Regional Myocardial Perfusion Nagel E el al. Circulation 2003 n=84 Prevalence of CAD 51% Sensitivity 88% Specificity 90% Diagnostic accuracy 89%

24 Semi-kvantitativ analyse! Vanligste parametre! Peak SI! Up-slope! Tid til peak! Mean transitt tid! Areal under kurven Fig. fra: Jerosch-Herold et al., JMRI 2004

25 Kvantitativ analyse! Parametre direkte relatert til blod flow! Myocardial Perfusion Reserve (MPR)! Regional blod flow: hyperemisk / hvile! Relative Perfusion Index (RPI)! Myokard perfusjon: stenosert / normal Fig. fra: Wilke et al., Rad 1997

26 First-Pass: utfordringer! Teknisk! Dekning, spatial resolusjon, CNR! Dark rim artefakt! Klinisk! Behov for automatiserte kvantitative analyser! Behov for standardiserte protokoller! Ingen gull standard! Behov for flere multi-center prosjekter

27 Early enhancement - hyperemi KH Stensæth et al, 2010

28 Late enhancement min. post gadolinium Inversion recovery Bright is dead Normal, stunnet og/eller hibernerende myokard er mørkt Kim R et al, Circulation 1999

29 LGE

30 Andre non-iskemiske tilstander Akutt myocarditt HCM: Fibrose DCM: Fibrose KH Stensæth et al S. Petersen et al McCrohon et al

31 Dobutamin stress MR rest 20 µg 30 µg 40 µg Nagel E et al, Circulation 1999

32 Stress - iskemi J Schwitter et al, EHJ 2011

33 Aletras et al, Circulation 2006

34 Aletras et al Circulation 2006

35 Myocardial salvage in STEMI treated by primary PCI is reduced in patients with microvascular obstruction, as demonstrated by CMR! 94 pasienter med akutt ST-elevasjons infarkt behandlet med PCI! MR gjort etter 1-5 dager og etter ca 4 måneder! Microvascular obstruction (MVO) ble registrert hos 49 pasienter;! Alle hadde større infarkter,! Lavere ejeksjonsfraksjon (EF),! Størrre myocardium at risk (MaR),! og lavere myocardial salvage etter 1-5 dager og etter 4 måneder sammenholdt med pasienter uten MVO (n=45) Konklusjon: Resultatene indikerer at funn av MVO er assosiert med større myokard skade, og at reparasjonen etter PCI er redusert hos pasienter med MVO P Hoffmann et al, 2011

36 1,5 vs. 3 T Fordeler ved 3T! Økt SNR ved 3T (x 2)! Raskere perfusjon med økt SNR/T1 Ulemper ved 3T! Artefakter ved SSFP! Bilde homogenitet! Økte T1 verdier kan nyttiggjøres! % økning i myokard! 7-40 % økning i blod! Bedre EGE/LGE ved økt SNR/T1 (SNR x 1.6) 1 1 Syed MA et al 2009

37 3T Stress 1.5T Stress! 61 pasienter (64 ± 8 år)! Angina! Stress/hvile perfusjons MR på 1,5 og 3 T samme dag 3 T viste signifikant høyere SNR (17 ± 6 vs. 11 ± 2; p < 0,01) sammenlignet med 1,5 T Cheng A et al, JACC 2010

38 Utvikling! Intravaskulære kontrast midler! Optimaliserte sekvenser! Parallel imaging! Høyere magnet styrke! Automatisert post-prosessering

39 Andre teknikker Regional strain (fase mapping) Non-kontrast perfusjon Oxygenering 23 Na-Imaging Metabolisme 7 Tesla Molekulær Imaging Selvanayagam J et al, works in progress PCr PDE γ-!α-!β-atp 2,3-DPG! 5!0!-5!-10!-15!-20 ppm Robson M et al, 2011