Einleitung
Die kardiale Gewebecharakterisierung mittels T2-basierter MRT verspricht eine nichtinvasive Diagnostik bzw. Monitoring von entzündlichen Herzerkrankungen, toxischen Herzschäden nach Chemotherapie und Herzinfarkt- bzw. Postinfarktpatienten. Die T2-Relaxation ist weiterhin ein Indikator für die Detektion myokardialer Ödeme oder intramyokardialer Blutungen [1]. Eine präzise T2-Quantifizierung ist jedoch aufgrund von Bewegung, Blutfluss und Feldinhomogenitäten insbesondere bei der Hochfeld-MRT eine große Herausforderung [2].
In dieser Arbeit stellen wir eine Alternative zur T2-Bildgebung vor, die mittels Spin-Locking (SL) eine robuste Messung der T2ρ-Relaxation ermöglicht. Aus der Relaxationstheorie ist bekannt, dass T2ρ eine zu T2 fast identische Sensitivität aufweist [3]. In der hier präsentierten Kleintierstudie wird erstmalig kardiale T2ρ-Quantifizierung mit einer neu entwickelten Pulssequenz erprobt und mit etablierten Verfahren verglichen.
Methoden
Alle Messungen wurden an einem präklinischen 7T-MRT durchgeführt. T2-Kontrast wurde mit einer CPMG-Sequenz (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) präpariert. T2ρ-Kontrast wurde konventionell durch eine balancierte-SL-Präparation (BSL) erzeugt [4]. Weiterhin wurde ein neuer Ansatz für T2ρ auf Basis einer MLEV-Sequenz (Malcolm-Levitt, [2]) entwickelt. Im Gegensatz zu [2] wurden hier sämtliche Puls-Delays minimiert, wodurch reiner T2ρ-Kontrast erzeugt wird (Abb. 1). Die neue Methode wurde zunächst in Phantomexperimenten validiert und anschließend an drei Mäusen mit einer für Kardio-MRT beschleunigten, radialen Bildakquisition getestet.
Ergebnisse
Die Ergebnisse der Phantomstudie sind in Abb. 2 dargestellt. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen BSL und MLEV für die T2ρ-Quantifizierung festgestellt (mittlere Abweichung 0.74%). In-vivo wurden für T2 deutliche Artefakte beobachtet (Abb. 3), während beide T2ρ-Methoden eine verbesserte Bildqualität zeigen. Für die Auswertung der Relaxationszeiten im linken Ventrikel ergaben sich im Mittel über alle Tiere: T2=22.9±2.6ms (R2=0.979), BSL-T2ρ=51.4±5.4ms (R2=0.983) und MLEV-T2ρ=60.0±3.4ms (R2>0.99). Somit erreicht die MLEV-T2ρ-Methode mit einem mittleren R2>0.99 die robusteste Quantifizierung und liefert Relaxationszeitkarten mit diagnostischer Bildqualität.
Diskussion
In der vorliegenden Studie wurde myokardiales T2ρ-Mapping bei 7T getestet. Während in den Phantomexperimenten keine signifikanten Unterschiede zwischen BSL und MLEV auftraten, wurden in-vivo deutliche Unterschied festgestellt. Hier konnte nur die MLEV-Technik eine robuste Quantifizierung erzielen. Ein Grund für die verbesserte Performanz ist die kontinuierliche Refokussierung und die Minimierung der freien Dephasierung der transversalen Magnetisierung. Die Ergebnisse zeigen außerdem, dass MLEV-T2ρ gegenüber CPMG-T2 eine verbesserte Bildqualität sowie eine robustere Quantifizierung aufweist.
Fazit
Die kardiale T2ρ-Quantifizierung ist eine robuste Alternative zur etablierten T2-Bildgebung und kann unter Hochfeld-Bedingungen angewendet werden. Eine kombinierte Messung der T1ρ- und T2ρ-Relaxationszeit könnte für die native Detektion myokardialer Fibrose und Ödeme genutzt werden.
Literatur
[1] O'Brien AT, et al. J Cardiovasc Magn Reson. 2022 Jun 6;24(1):33
[2] Coolen BF, et al. Magn Reson Med. 2014 Aug;72(2):409-17
[3] Gilani IA, et al. NMR Biomed. 2016 Jun;29(6):841-61
[4] Gram M, et al. Magn Reson Med. 2021 May;85(5):2771-2780
Acknowledgements: BMBF 01EO1504 MO.6 und MY.10
https://dgk.org/kongress_programme/jt2023/aP2153.html