Optimierung von MRT-Sequenzen für die Absolutquantifizierung der Lungenperfusion

Einleitung: Die Absolutquantifizierung der Lungenperfusion mithilfe der MRT ist nach wie vor eine Herausforderung. Ein bekanntes Problem ist die Wahl der Messsequenz und -parameter, um bei genügender Zeit- und Ortsauflösung ein ausreichendes Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erreichen. Bisherige Veröffentlichungen auf dem Gebiet der Bestimmung hämodynamischer Parameter wie „regionalem, pulmonalem Blutfluss“ (rPBF), „regionalem, pulmonalem Blutvolumen“ (rPBV) und der „mittleren Transitzeit“ (mean transit time MTT) beruhen daher zum großteil auf Messungen mit vergleichsweise großer Kontrastmitteldosis, woraus ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen Kontrastmittelmenge und Signalintensität resultiert, der nur semiquantitative Betrachtungen zulässt.

Ziel: Die vorgestellten Untersuchungen hatten die Optimierung von Sequenzparametern zum Ziel, die eine Absolutquantifizierung der Lungenperfusion ermöglichen.

Material und Methoden: Die Messungen erfolgten an einem 1,5 T Ganzkörper MRT-System (Magnetom Sonata, Siemens Medical Solutions, Erlangen; max. Gradientenstärke: 40 mT/m, max. Anstiegsrate: 160 mT/m/ms). Als Sequenz wurde eine 2D-Saturation-Recovery-Turbo-FLASH mit drei Array-Spulen im parallen Modus (GRAPPA Beschleunigungsfaktor 2) verwendet. Der betrachtete Optimierungsbereich lag bei TI zwischen 40 ms und 140 ms, beim Flipwinkel zwischen 1° und 20°. Ein Teil der methodischen Untersuchungen wurde an fünf Probanden mit einer Kostrastmittelgabe kleiner 0,04 mmol/(kg Körpergewicht) und einer Injektionsrate von 8ml/s durchgeführt.

Ergebnisse: Durch Anpassung verschiedener Parameter wie Sättigungszeit oder Flipwinkel ist eine absolute Quantifizierung der Lungenperfusion mit einer ausreichenden Lungenabdeckung möglich. Ziele der Optimierung waren Signalmaximierung und Messzeitminimierung.

Zusätzlich zur Findung des optimalen Flipwinkels ermöglicht eine Messung in Exspiration eine Erhöhung des SNR um bis zu 100% in Relation zur Messung in Inspiration. Eine alternative k-Raum-Abtastungen ermöglicht in einzelnen Fällen ebenfalls einen Signalgewinn.

Die Zeit bis zum Auslesen der k-Raum-Mitte ist unter der Randbedingung eines ausreichenden Signal-Rausch-Verhältnisses zu minimieren.

Schlussfolgerung: Mit der heutigen Technologie ist es prinzipiell möglich, die Lungenperfusion quantitativ mit einer 2D-Sequenz und guter Lungenabdeckung von bis zu sieben Schichten zu untersuchen. Hierbei muss darauf geachtet werden, optimale Messparameter einzusetzen, so dass zu jeder Zeit ein eineindeutiger – möglichst linearer – Zusammenhang zwischen Kontrastmittelkonzentration und Signalintensität gegeben ist.