Quantitative Assessment of Myocardial Perfusion with a MRI Spin-labeling Technique

In der Diagnostik und Therapie der KHK ist die myokardiale Perfusion von immensem Interesse. Die verminderte Mikrozirkulation als funktionelle Folge einer Stenose korreliert mit den Beschwerden und der Prognose für einen Patienten mit KHK besser als die Morphologie der Stenose selbst. In der koronaren Angiographie wird die vaskuläre Situation der Herzkranzgefäße beurteilt und in Stenosegrade eingeteilt. Die Stenosen bedingen aber häufig nicht die entsprechende myokardiale Minderdurchblutung, sodass oft zusätzliche Untersuchungen der Ischämie-/Vitalitätsdiagnostik (z.B. Myokardszintigraphie, Stressechokardiographie) erforderlich sind.Im Gegensatz zu der bereits in der klinischen Routine eingesetzten Methode der MRT First-Pass Messungen, die meist nur qualitative Aussagen zur Myokardperfusion liefert, kann die hier untersuchte T1-Methode die Myokardperfusion quantitativ beschreiben. Mit der Spin Labeling Methode können T1-Werte nach globaler und schicht-selektiver Sättigung bestimmt werden. So lassen sich nach einem Zwei- Kompartimente-Modell Absolutwerte für die myokardiale Perfusion berechnen. In der vorliegenden Arbeit wurden gesunde Probanden und Patienten mit klinischem Hinweis auf KHK unter Ruhe und unter Adenosin vermittelter Vasodilatation untersucht. Ein definiertes Untersuchungsprotokoll sicherte die Vergleichbarkeit der Ergebnisse, die Dauer eines Messprotokolls betrug circa 45 Minuten. Bei den Messwerten der Probanden konnte eine T1-Verkürzung unter Vasodilatation nachgewiesen werden. Die Verkürzung der Relaxationszeit korreliert gut mit der Perfusionszunahme im Myokard. Im nächsten Schritt wurde an den untersuchten Patienten gezeigt, dass sich mit dieser Methode auch lokale Unterschiede in der myokardialen Perfusion nachweisen lassen. So wurde die koronare Flussreserve für Vorderwand und Hinterwand bestimmt. Des Weiteren wurden die Relaxationsraten dieser Segmente verglichen. Perfusionsdifferenzen für Patienten mit Ein-Gefäßerkrankungen konnten ebenso nachgewiesen werden, wie signifikante Unterschiede in den Relaxationsraten von Vorder- und Hinterwand bei Patienten mit der klinischen Diagnose KHK.In this study absolute myocardial perfusion was determined using a spin-labeling MRI technique at 2 Tesla. The technique was applied to 16 healthy volunteers at resting conditions, adenosine induced stress and oxygen breathing. Overall myocardial quantitative perfusion was determined as 2.3 +/-0.8 ml/g/min (rest), 4.2 +/- 1.0 ml/g/min (adenosine) and 1.6 +/- 0.6 ml/g/min (oxygen), respectively. T1 of left ventricular blood pool decreased from 1709 +/- 101 ms (rest) to 1423 +/- 61 ms (oxygen) whereas T1 of right ventricular blood did not change significantly (1586 +/- 126 ms and 1558 +/- 150 ms). In conclusion, the presented technique for quantification of myocardial perfusion is an alternative to contrast agent-based methods. The spin labeling method is noninvasive and easily repeatable and it could therefore become an important tool to study changes in myocardial perfusion under different vasodynamic states