Aus dem Deutschem Herzzentrum Berlin
Innere Medizin-Kardiologie

Dissertation

Optimierung der koronaren Plaquedarstellung in der Magnetresonanztomographie

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von
Steffen Huber

aus Lich

Dekane: Prof. Dr. Joachim W. Dudenhausen
Prof. Dr. med. Martin Paul

Gutachter:
1. Prof. Dr. Eckard Fleck
2. Prof. Matthias Stuber
3. PD Dr. Joerg Barkhausen

Datum der Promotion:21.01.2005

Abstract

The main cause of the acute coronary syndrome is plaque rupture. The aim of the study was to optimize magnetic resonance coronary plaque imaging. To achieve this goal tow specific problems of coronary plaque imaging were investigated. First the heart motion during breathing and second the high spatial resolution, which is necessary to display coronary plaque.

The prospective navigator gating technique is used in cardiac magnetic resonance to suppress respiratory motion of the heart. The respiratory heart motion is corrected on the basis of the feed to head motion of the diaphragm. Different patient position were tested to suppress the anterior posterior breathing motion of the heart, because this motion component can not be corrected for. The motion measurements were done with navigators.

High spatial resolutions result in a low signal. The spiral technique acquires theoretical more signal than standard techniques. Plaque imaging of the carotid arteries and the coronary arteries were done in spiral and in standard technique. The signal to noise were compared for both techniques.

The results of the motion measurements of the heart were: the supine position should be preferred in cardiac magnetic resonance imaging.

The spiral technique in the carotid arteries had a significant higher signal to noise ration compared to the standard technique. Coronary plaque imaging was only possible in spiral technique, with a resolution of 0.273 times 0.273mm and slice thickness of 0.2mm.

Keywords: magnetic resonance imaging, plaque, heart, navigator, spiral technique, coronary artery

Zusammenfassung

Die Plaqueruptur in der Koronararterie ist nach heutiger Vorstellung Ursache des akute Koronarsyndrom. Ziel der Arbeit war die Optimierung der koronaren Plaquedarstellung in der Magnetresonanztomographie. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden zwei spezifische Probleme der koronaren Plaquedarstellung bearbeitet: Erstens die ateminduzierte Herzbewegung und zweitens die hohe Auflösung, die erforderlich ist, um Plaques in den Koronarien darstellen zu können.

Die prospektive Navigator-Gating-Technik wird eingesetzt, um ateminduzierte Artefakte der Herzbewegungen zu korrigieren. Die Herzbewegung wird dabei anhand der craniocaudalen Bewegung des Diaphragmas korrigiert. Durch Unterschiedliche Lagerung des Probanden wurde versucht, die Bewegung des Herzens während der Atmung zu minimieren und die anteroposteriore Komponente der Atmung, die nicht korrigiert werden kann, zu unterdrücken. Die Bewegungsmessungen wurden mit Navigatoren durchgeführt.

Die extrem hohen Auflösungen die für eine Plaquedarstellung erforderlich sind erzeugen, durch das geringe Volumen was pro Voxel angeregt wird, sehr wenig Signal. Durch den Einsatz der Spiral-Technik kann theoretisch mehr Signal erzeugt werden. Es wurden Plaquedarstellung der Karotiden und der Koronarien in konventioneller Technik und in Spiral -Technik durchgeführt und das Signal und Kontrast zu Rauschverhältnis verglichen.

Das Ergebnis der Bewegungsmessung des Herzens war, dass die Rückenlage die beste Lagerungsmethode für die prospektive Navigator-Gating-Technik ist.

Die Plaquedarstellung in den Karotiden zeigte ein statistisch signifikant höheres Signal und Kontrast zu Rauschverhältnis in Spiral-Technik als in konventioneller Technik. Eine Plaquedarstellung in den Koronarien war mit einer Auflösung von 0,273mm mal 0,273mm bei einer Schichtdicke von 0,2mm nur in Spiraltechnik möglich.

Eigene Schlagwörter: Magnetresonanztomographie, Plaque, Herz, Navigator, Spiral-Technik, Koronararterie

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10.03.2005