Aus der
Klinik für Strahlenheilkunde
Direktor: Prof. Dr. med. Dr. h.c. R. Felix

Einsatz der Kernspintomographie in der Diagnostik
und Verlaufskontrolle angeborener Herzfehler
unter besonderer Berücksichtigung der Verwendung flusssensitiver Sequenzen und
der Ventrikelfunktionsanalyse

Habilitationsschrift

zur Erlangung der venia legendi für das
Fach Diagnostische Radiologie

an der Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin

vorgelegt von
Dr. med. Matthias Gutberlet

Berlin 2002

Gutachter:
1. Prof. Prof. h.c. Dr. Achim A. Schmaltz
2. Prof. Dr. Dr. h.c. Rainer Rienmüller

Datum des öffentlich-wissenschaftlichen Vortrages: 05.11.2002

Inhaltsverzeichnis

• Allgemeines Vorwort
• 1.  Physikalische Grundlagen der Magnetresonanztomographie
  • 1.1. Allgemeine Grundlage zur Magnetresonanztomographie des Herzen
    • 1.1.1. Techniken des EKG-gatings oder triggern:
    • 1.1.2. Multislice-Multiphasenakquisition
  • 1.2. Verwendete Sequenzen
  • 1.3.  MR-Flussquantifizierung
  • 1.4. Strömungsphysik
    • 1.4.1. Einleitung
    • 1.4.2. Kontinuierlicher Fluss
    • 1.4.3. Laminares Strömungsprofil
    • 1.4.4. Turbulentes Strömungsprofil
    • 1.4.5. Laminare Flussumkehr bei Gefässquerschnittsänderung
    • 1.4.6.  Pulsatiler Fluss
    • 1.4.7. Hämodynamik an Stenosen
  • 1.5. CINE-MRT zur Herzfunktionsanalyse
    • 1.5.1. Bestimmung der ventrikulären Funktionsparameter:
  • 1.6. Einsatz der Navigatortechnik
• 2.  Darstellung der grossen Gefässe und MR-Angiographie
  • 2.1. Einleitung
  • 2.2.  Sequenzen
    • 2.2.1. Spinecho-Sequenzen
    • 2.2.2. Schnelle anatomische Darstellung
    • 2.2.3.  MR-Angiographie (MRA)
      • 2.2.3.1. „time-of-flight“ MRA (TOF oder „inflow“ Angiographie)
      • 2.2.3.2. Phasenkontrast-MRA
      • 2.2.3.3. Kontrastmittelverstärkte MRA
• 3.  Klinische Grundlagen – Stand der Forschung bezüglich der Wertigkeit der MRTbei angeborenen Herzfehlern
  • 3.1.  Analyse der kardiovaskulären Anatomie mittels MRT
    • 3.1.1. Segmentale Analyse
    • 3.1.2.  Atrialer Situs
    • 3.1.3.  Ventrikuläre Morphologie
    • 3.1.4. Ventrikuloarterielle Verbindung
  • 3.2.  Evaluation der kardialen Funktion bei angeborenen Herzfehlern
    • 3.2.1. Evaluation der Ventrikelfunktion
    • 3.2.2. Evaluation der ventrikulären Muskelmasse
    • 3.2.3. Evaluation von intrakardialen Shunts
• 4.  Einsatz eines Flussphantoms zur Evaluierung der flusssensitiven Sequenzen
  • 4.1.  Beschreibung des Flussphantoms
    • 4.1.1. Bestandteile und Material
    • 4.1.2. Aufbau und Handhabung
      • 4.1.2.1. Kreislaufsystem
      • 4.1.2.2. Rollenpumpe
      • 4.1.2.3.  Dopplersonde – Flowmeter
      • 4.1.2.4. Kalibrierung und Messgenauigkeit des Flowmeters
      • 4.1.2.5.  Magnetresonanztomograph
      • 4.1.2.6. Druckverstärker
  • 4.2.  Evaluierung der Flussmessung zur Bestimmung der maximalen Flussgeschwindigkeit.
    • 4.2.1. Einleitung
    • 4.2.2. Bestimmung der Messgenauigkeit der MR-Flussmessung in Phasenkontrasttechnik bei einem kontinuierlichen Fluss
    • 4.2.3. Bestimmung der Messgenauigkeit der MR Flussmessung in Phasenkontrasttechnik bei einem pulsatilen Fluss
    • 4.2.4.  Simulation von Einflussfaktoren
      • 4.2.4.1. Fehleinstellung zwischen physikalischer und phasenkodierter Flussrichtung: Messungen am Phantom und an Probanden
      • 4.2.4.2. Auswirkungen der Fehleinstellung zwischen tatsächlicher maximaler Flussgeschwindigkeit und erwarteter maximaler Flussgeschwindigkeit (Venc = encoded velocity)
      • 4.2.4.3. Einfluss unterschiedlicher Gefässdurchmesser
      • 4.2.4.4. Flussmessungen im Bereich von Stenosen
  • 4.3.  Reproduzierbarkeit der Ergebnisse
  • 4.4.  Diskussion
• 5.  Bestimmung der Ventrikelvolumina und Muskelmasse -Vergleich mit der 3D-Echokardiographie
  • 5.1.  Material und Methoden
    • 5.1.1. Echokardiographie
    • 5.1.2. Magnetresonanztomographie
    • 5.1.3. Patienten
    • 5.1.4. Statistische Analyse
  • 5.2. Ergebnisse
    • 5.2.1. Durchführung der linksventrikuläre Massen- und Volumenbestimmung mittels 3D-Echokardiographie im Vergleich zur Magnetresonanztomographie
    • 5.2.2. Korrelation, Grenzen der Übereinstimmung und Intraobservervariabilität
  • 5.3.  Diskussion
    • 5.3.1. Klinische Relevanz der Bestimmung von linksventrikulären Volumina und Muskelmasse:
    • 5.3.2. Ergebnisdiskussion
• 6.  Untersuchung von Patienten vor / nach Korrektur einer Aortenisthmusstenose
  • 6.1.  Darstellung der Anatomie
  • 6.2.  Bestimmung der hämodynamischen Relevanz der Aortenisthmusstenose mittels Flussmessung
  • 6.3.  Diskussion
• 7.  Untersuchung von Patienten vor/ nach Korrektur einer Fallotschen Tetralogie
  • 7.1. Ventrikelfunktionsanalyse
  • 7.2.  Pulmonalklappeninsuffizienzquantifizierung
  • 7.3.  Einfluss verschiedener Parameter auf das Reizleitungssystem
  • 7.4. Diskussion
• 8.  Untersuchung von Patienten mit Transposition der grossen Gefässe (TGA)
  • 8.1. Kongenital korrigierte Transposition (L-TGA)
    • 8.1.1. Darstellung der Anatomie
    • 8.1.2.  Ventrikelfunktionsanalyse
    • 8.1.3.  Flussmessung
    • 8.1.4. Diskussion
  • 8.2.  Postoperative Untersuchung bei D-TGA
    • 8.2.1. MRT von Patienten mit D-TGA nach „arterial-switch“ Operation
      • 8.2.1.1. Anatomie
      • 8.2.1.2. Flussmessung
      • 8.2.1.3.  Diskussion
    • 8.2.2.  Nach Mustard- / Senning-Operation
      • 8.2.2.1.  Anatomie
      • 8.2.2.2.  Ventrikelmessung
      • 8.2.2.3.  Korrelationen von Ventrikelfunktionsparametern
      • 8.2.2.4. Flussmessung
      • 8.2.2.5. Diskussion
• 9.  Untersuchung von Patienten mit Ebsteinanomalie
  • 9.1.  Darstellung der Anatomie
  • 9.2.  Ventrikelfunktionsanalyse
  • 9.3.  Bestimmung des Trikuspidalklappeninsuffizienzgrades
  • 9.4.  Diskussion
• 10.  Untersuchung von Patienten nach Fontan-Operation
  • 10.1. Darstellung der Anatomie
  • 10.2.  Ventrikelmessung und Muskelmassenbestimmung
  • 10.3. Einsatz der Flussmessung
  • 10.4.  Diskussion
• Zusammenfassung
• Literaturverzeichnis in numerischer Reihenfolge
• Danksagung
• Abbkürzungsverzeichnis

Tabellen

• Tabelle 4.1:
• Tabelle 5.1: Altersstruktur und Diagnosen der in die Studie eingeschlossenen Patienten (innerhalb der diagnostischen Gruppen nach zunehmendem Alter sortiert).
• Tabelle 5.2: Ergebnisse der Volumen- und Massenbestimmungen mittels 3D-Echokardiographie und Magnetresonanztomographie. Volumina (n = 22) endsystolisch (ES-Vol.), enddiastolisch (ED-Vol.), Massen (n = 14) endsystolisch (ES-Masse), enddiastolisch (ED-Masse), jeweils bezogen auf die Körperoberfläche.
• Tabelle 5.3: Differenzen und Mittelwerte der gemessenen Volumina (n = 22) endsystolisch (difvoles/ mvoles), enddiastolisch (difvoled/ mvoled) und Massen (n = 14) endsystolisch (difmases/ mmases), enddiastolisch (difmased/ mmased), bezogen auf die Körperoberfläche.
• Tabelle 5.4: Ejektionsfraktionenaus 3D-Echokardiographie- bzw. Magnetresonanztomographie. Mittelwerte und Differenzen der Ejektionsfraktionen. Massen-Volumen-Indizes
• Tabelle 8.1a: Ergebnisse der Volumen- und Muskelmassenbestimmung aller Patienten mit L-TGA. Die Ergebnisse sind auf die Körperoberfläche (m²) normiert.
• Tabelle 8.1b: Tabelle aller untersuchten Patienten mit Angabe der morphologischen Besonderheiten, EKG-Parameter und errechneter Druckgradienten.
• Tabelle 8.2: Alle Patientendaten inklusive Ergebnissen der Flussmessungen.
• Tabelle 8. 3: Auflistung aller untersuchten Patienten mit den Ergebnissen der Ventrikelfunktionsanalyse. Farbig sind Patienten dargestellt, die zweimal untersucht wurden.
• Tabelle 9.1: Beurteilbarkeit der Trikuspidalklappenmorphologie mit der statischen SE- und der dynamischen GE-Sequenz. Die Beurteilung der Klappenposition, Abgrenzbarkeit von anderen Klappenanteilen, Verdickungen und Adhäsionen sind für die jeweiligen Klappenanteile (anterior, septal und posterior) und Patienten angegeben. “–“ bedeutet: mit dieser Sequenz nicht beurteilbar.
• Tabelle 9.2: Auflistung aller prä- und postoperativ nach erfolgter Trikuspidalklappenrekonstruktion (TKR) in der MRT untersuchter Patienten mit Angabe der Ventrikelvolumina und der Muskelmasse (MM) und des Grades der Trikuspidalinsuffizienz (TI). Des Weiteren sind die Mittelwerte (MW) und die Standardabweichung (SD) für das Gesamtkollektiv und die präoperativ (Präop.) und postoperativ (Postop.) untersuchten Patienten am Ende der Tabelle angegeben.
• Tabelle 10.1: Patienten und Diagnosenliste. TA= Trikuspidalatresie, TGA=Transposition der grossen Gefässe, banding= ligierte Pulmonalarterie, DORV= double outlet right ventricle, SD=Standardabweichung, MW =Mittelwert
• Tabelle 10.2: Einzelergebnisse der Ventrikelfunktions- und Muskelmassenbestimmung. Hellgrau unterlegt ist die Gruppe mit extrakardialem TCPC. EF=Ejektionsfraktion, MW=Mittelwert, SD=Standardabweichung, intra=intrakardialer TCPC, extra=extrakardialer TCPC
• Tabelle 10.3: Einzelergebnisse der MR-Flussmessung. RL=Rechts-Links-Shunt, Rashkind=Patient mit Signalauslöschungen durch Rashkindokkluder, RPA,LPA=rechte und linke Pulmonalarterie, VCI=Vena cava inferior, VCS=Vena cava superior

Bilder

• Abb. 1.1: Effekte eines resonanten HF-Pulses auf ein Spinsystem
• Abb. 1.2: Die T1 - und T2 - Relaxationszeiten. Die T1 - Relaxationszeit beschreibt die Relaxation der Longitudinalmagnetisierung nach einem HF-Puls. T2 beschreibt die transversale Komponente
• Abb. 1.3: Eine SE-Sequenz benutzt einen 180° Refokussierungspuls, um Differenzen in der Larmor-Frequenz durch Feldinhomogenitäten auszugleichen.
• Abb.1.4a:Modulus- oder Magnitudebild der Pulmonalarterie, und Aorta.- Transversale Orientierung der flusssensitiven GE-Sequenz.
• Abb. 1.4b: Pasenbild zur Flussquantifizierung. Schwarz entspricht Fluss nach kranial, weiss nach kaudal
• Abb. 1.5: Mit Fast- oder Turbo Spin Echo Sequenzen werden pro Anregungsimpuls (HF-Puls) mehrere Linien des k-Raums (echo-train length oder Turbofaktor) gefüllt, indem mit mehreren 180°-Impulsen (hier vier) mehrere Echos ausgelesen werden. Das dritte Echo bestimmt hier vornehmlich den T2-Kontrast (effektives TE).
• Abb. 1.6:a. Rekoarktation im gewinkelt parasagittalen SE-Bild (LAO-Äquivalent) durch den Aortenbogen. b. Resultierendes Phasenbild in derselben Orientierung zeigt bei einer zu niedrig gewählten Venc ein „Aliasingphänomen“ (schwarzer Pfeil). c. Bei entsprechend höherer Wahl der Venc von 3.5 kann die maximale Flussgeschwindigkeit von 3 m/s korrekt gemessen werden.
• Abb. 1.7: Schema des Zusammenhangs zwischen dem Einsatz eines bipolaren Gradienten mit einer Fläche Ag im Abstand von Δ t, der Phasenverschiebung Φ und der Flussgeschwindigkeit v.
• Abb. 1.8: Schema der Anwendung der Simpson-Regel zur Bestimmung linksventrikulärer Volumina mit Hilfe von Kurzachsenschnitten. Volumina oder die Herzmuskelmasse werden durch einfache Addition der Volumina der Einzelschichten berechnet.
• Abb. 1.9: Vierkammerblick bei einem Patienten mit kongenital korrigierter Transposition der grossen Gefässe (L-TGA) mit eingeschränkter Ventrikelfunktion des anatomisch rechten Ventrikel („RV“). Die Abgrenzung der Trabekel des anatomisch linken Ventrikel („LV“) ist in der Systole erschwert.
• Abb. 1.10: Schema der Datenakquisition mit Hilfe der Navigatortechnik
• Abb. 2.1: MIP-Rekonstruktionen einer kontrastmittelgestützte MR-Angiographie der Pulmonalarterien in Atemanhaltetechnik durchgeführt.
• Abb. 2.2: Verrechnung verschiedener Akquisitionen bei einer PCA (nach:Kouwenhoven [7])
• Abb. 2.3: Kontrastmittelgestützte MRA nach korrigierter Fallotscher Tetralogie zeigt multiple periphere Stenosen und die ursprünglich hochgradige subvalvuläre Stenose ( grüner Pfeil ).
• Abb. 3.1: Schematische Zeichnung einiger Beispiele der Anwendung der segmentalen Analyse (nach Helbing et al. 1999).
• Abb. 4.1: Schematisierte Darstellung des verwendeten MR-kompatiblen Flussphantom.
• Abb. 4.2: Antriebs- und Steuereinheit des elektropneumatischen Kunstherzen (Berlin Heart®)
• Abb. 4.3: Darstellung der Variationsbreite (ca. 10 ml/min) der Förderleistung des Kunstherzen zur Erzeugung eines pulsatilen Flusses.
• Abb. 4.4: Vergleich der Messergebnisse der Dopplersonde mit denen von der Rollenpumpe geförderten Flussvolumina für den relevanten Messbereich zeigte eine gute Korrelation mit einer Tendenz zur Überschätzung des tatsächlichen Flusses durch die Dopplersonde.
• Abb. 4.5: Einfluss verschiedener Flüssigkeiten auf den gemessenen Fluss im Flussphantom.
• Abb. 4.6: Der Vergleich der Messwerte der MR-Flussmessung mit denen der Dopplermessung und den an der Rollenpumpe eingestellten Werten zeigt insgesamt eine gute Korrelation mit geringer Tendenz zur Unterschätzung durch das MR.
• Abb. 4.7: Schematische Darstellung des möglichen Einflusses der Wahl der Akquisitionsphasen pro RR-Intervall auf die gemessenen maximale arterielle Flussgeschwindigkeit
• Abb. 4.8: Schematisierte Versuchsanordnung für die Untersuchung der Einflussfaktoren des Messwinkels auf die gemessene Flussgeschwindigkeit.
• Abb. 4.9: Einfluss einer deutlich über dem tatsächlichen Fluss liegenden Venc (cm/s) auf die im MRT gemessene Flussgeschwindigkeit. Es zeigt sich eine maximale Abweichung der gemessenen Flussgeschwindigkeit von 4%, was im Rahmen der Variabilität des Schlagvolumens des elektropneumatischen Kunstherzen liegt.
• Abb. 4.10: Schematische Darstellung des Versuchsaufbau. Die Messungen erfolgten jeweils ausserhalb des durch Gefässquerschnittsänderung verursachten turbulenten Strömungsbereiches
• Abb. 4.11: : Ergebnisse der Flussmessungen bei drei unterschiedlichen Gefässinnendurchmessern. Im untersuchten Messbereich fanden sich keine Signalreduktionen aufgrund von Partialvolumeneffekten. Die Abweichungen vom tatsächlichen Fluss waren gering.
• Abb. 4.12: : Ergebnisse von n=9 Messungen der Spitzenflussgeschwindigkeit in der MR-Flussmessung bei einem kontinuierlichen Fluss von 15 ml/s zeigt eine gute Übereinstimmung der Messwerte.
• Abb. 4.13: : Ergebnisse von n=8 Messungen der Spitzenflussgeschwindigkeit in der MR-Flussmessung bei einem kontinuierlichen Fluss von 25 ml/s zeigt eine gute Übereinstimmung der Messwerte.
• Abb. 4.14: „Limits of agreement“ der MR-Ergebnisse (jeweils 5-malige Wiederholung der Messung) der Spitzenflussgeschwindigkeiten im Vergleich zur Dopplermessung bei 4 verschiedenen Geschwindigkeitsstufen. Bei den ersten Werten zeigen sich nur 4 Messpunkte wegen Überlappung zweier Ergebnisse.
• Abb. 4.15: Reproduzierbarkeit der Bestimmung der maximalen Flussgeschwindigkeit (cm/s) im Flussphantom mit der MR-Flussmessung bei verschiedenen Förderleistungen des Berlin-Heart.
• Abb. 4.16:
• Abb. 5.1: 3D-Echo-Rekonstruktion: enddiastolisches LV-Volumen (hellgraue Fläche) bei einem 6jährigen Patienten mit operativ korrigierter Transposition der grossen Gefässe. Der gelbe Querbalken markiert die Schnitthöhe des Querschnittsbildes (2 Kammerblick, kurze Achse) b, b: In dieser Projektion werden ähnlich wie im MRT die endo- und epikardialen Schichten manuell umfahren und anschliessend zum in a. dargestellten Gesamtvolumen aufsummiert.
• Abb. 5.2: a. Vierkammerblickrekonstruktion mit eingezeichnetem LV-Volumen (graue Fläche bei einem 7 jährigen Jungen nach operativ korrigierter Fallotscher Tetralogie. b: Enddiastolisches epikardiales Volumen (zur Muskelmassenbestimmung) bei einer 6 jährigen Patientin mit „Straddling“ der Trikuspidalklappe (TK-gelber Pfeil).
• Abb. 5.3: Dreidimensionale Echokardiographie versus Magnetresonanztomographie. Lineare Regression der auf die Körperoberfläche bezogenen linksventrikulären endsystolischen Volumina. r = 0,97. p < 0,001
• Abb. 5.4: Dreidimensionale Echokardiographie versus Magnetresonanztomographie. Lineare Regression der auf die Körperoberfläche bezogenen linksventrikulären enddiastolischen Volumina. r = 0,98. p < 0,001
• Abb. 5.5: Dreidimensionale Echokardiographie versus Magnetresonanztomographie. Lineare Regression der auf die Körperoberfläche bezogenen linksventrikulären myokardialen Massen endsystolisch. r = 0,79. p < 0,001
• Abb. 5.6: Dreidimensionale Echokardiographie versus Magnetresonanztomographie. Lineare Regression der auf die Körperoberfläche bezogenen linksventrikulären myokardialen Massen enddiastolisch. r = 0,76. p < 0,001
• Abb. 5.7: Differenzen der endsystolischen LV-Volumina aus 3D-Echokardiographie bzw. Magnetresonanztomographie versus Mittelwerte derselben Datenpaare. Grenzen der Übereinstimmung („limits of agreement“) ( = Mittelwert +/- doppelte Standardabweichung ) 33,5 und - 20,1 ml/m²
• Abb. 5.8: Differenzen der enddiastolischen LV-Volumina aus 3D-Echokardiographie bzw. Magnetresonanztomographie versus Mittelwerte derselben Datenpaare. Grenzen der Übereinstimmung ("limits of agreement") ( = Mittelwert +/- doppelte Standardabweichung ) 31 und - 18,4 ml/m²
• Abb. 5.9: Differenzen der endsystolischen linksventrikulären myokardialen Massen aus 3D-Echokardiographie bzw. Magnetresonanztomographie versus Mittelwerte derselben Datenpaare. Grenzen der Übereinstimmung ("limits of agreement") ( = Mittelwert +/- doppelte Standardabweichung) 39,4 und - 45,1 g/m ²
• Abb. 5.10: Differenzen der enddiastolischen linksventrikulären myokardialen Massen aus 3D-Echokardiographie bzw. Magnetresonanztomographie versus Mittelwerte derselben Datenpaare. Grenzen der Übereinstimmung ("limits of agreement") ( = Mittelwert +/- doppelte Standardabweichung) 36,3 und - 38,3 g/m²
• Abb. 5.11: Dreidimensionale Echokardiographie versus Magnetresonanztomographie. Lineare Regression der linksventrikulären EF. r = 0,482. p = 0,0231
• Abb. 5.12: Differenzen der linksventrikulären Ejektionsfraktionen aus 3D-Echokardiographie bzw. Magnetresonanztomographie versus Mittelwerte derselben Datenpaare. Grenzen der Übereinstimmung („limits of agreement“) ( = Mittelwert +/- doppelte Standardabweichung) 27,3 und - 19,5%
• Abb. 6.1: a. Schema der Aortenisthmusstenose (aus: Brickner ME et al. NEJM 2000) mit Kollateralenbildung. b. Röntgenthoraxbild in p.a. mit mehreren grossen Kollateralen. Grösste Kollaterale rechts apikal. c. transversales Spiral-CT Bild desselben Patienten.
• Abb. 6.2: a. Koronares Turbo SE MR-Bild desselben Patienten wie in Abb. 6.1 postoperativ zeigt weiterhin ausgeprägte Kollateralen. Die grösste Kollaterale rechts apikal ist bereits nahezu vollständig thrombosiert. b. MIP einer kontrastmittelgestützten MRA desselben Patienten mit Darstellung der Umgehungsprothese von der linken A. subclavia auf die Aorta deszendens mit Knickbildung.
• Abb. 6.3: a. „Screenshot“ der verwendeten Software zur multiplanaren Reformatierung (MPR) zeigt den transversalen Ausgangsdatensatz links mit Definition des Pflugpfades. b.Koronare Rekonstruktion mit manuell definiertem Pflugpfad. c. Sagittale Rekonstruktion mit manuell definiertem Flugpfad (Abbildung aus [65])
• Abb. 6.4: a. 3D-Rekonstruktion aus einer 2D-MRA mit geringer residueller Stenose (Pfeil) in der Aorta deszendens mit distal vom stenotischen Segment nachweisbarer Kollaterale. b. zeigt den Flugpfad durch die Stenose. Die Schnittebenen für die Kalkulation der Querschnittsflächen in c sind dargestellt. c. Resultierende Gefässquerschnittsflächen prä- und intrastenotisch ergaben eine Flächenreduktion von 64% (Abbildung aus [65]).
• Abb. 6.4: d. 3D-Rekonstruktion einer 2D-MRA einer kurzstreckigen, filiformen Aortenisthmusstenose distal des Abgangs einer deutlich erweiterten li. A. subclavia. Die senkrecht zum Gefässverlauf eingezeichnete Schicht der MPR zeigt einen zentralen Signalverlust. Hier muss eine manuelle Segmentierung des Gefässlumen erfolgen. e. Resultierendes Diagramm der Flächenänderung des Gefässlumen ermittelt aus den Ergebnissen der MPR. Die gesamte analysierte Gefässstrecke betrug 30 mm. Der Flächenstenosegrad wurde mit 94% bestimmt (Abbildung aus [65]).
• Abb. 6.5: a. Die lineare Regressionsanalyse der mittels biplaner Angiographie (2D-CC) ermittelten Diameterstenose mit der 2D-MRT (2D-MRI) bestimmten prozentualen Diameterstenose aus den TSE-Sequenzen bei 23 Patienten zeigt eine gute Korrelation mit einem r=0.94 (Abbildung aus [65]).
• Abb. 6.5: b. Die Grenzen der Übereinstimmung („limits of agreement“) zwischen 2D-MRT und der biplanen Angiographie in der Beurteilung der prozentualen Diameterstenose liegen bei –5% bis 9%. Die Patientennummer entsprechend Tabelle 6.1 ist für jeden Patienten angegeben (Abbildung aus [65]).
• Abb. 6.5: c. Die Darstellung der prozentualen Stenosegraduierung mittels 2D-MRT und 3D-MRT im „box-plot“ zeigt einen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Formen der morphologischen Graduierung mit einer Tendenz zu im Mittel höheren Stenosegraden mit der 3D-MRT. Der Mittelwert der Stenosegraduierung mittels 2D-MRT lag bei 48,7 % (±18,2), mittels 3D-MRT bei 59,6 % (±21,3).
• Abb. 6.5: d. Die lineare Regressionsanalyse zwischen 2D- und 3D-MRT in der Ermittlung der prozentualen Diameterstenose zeigt eine gute Korrelation mit einem Korrelationskoeffizienten von r=0.87.
• Abb. 6.6: a. Die „box-plot“-Analyse der abgeschätzten instantanen Druckgradienten mit der MR-Flussmessung im Vergleich zu den invasiven „peak-to-peak“ Gradienten ermittelt mit dem Herzkatheter (cardiac catheter) zeigt eine geringe Tendenz zur Unterschätzung der Gradienten. b. Die Regressionsanalyse ergibt eine gute Korrelation zwischen invasiv ermittelten (Cardiac Cath) und mit der MRT abgeschätzten Druckgradienten von r=0.89 (Abbildung aus [65])
• Abb. 6.6: c. Die Grenzen der Übereinstimmung („limits of agreement“) bei 22 Patienten der hämodynamischen Stenosequantifizierung mit den invasiven Messergebnissen lag zwischen –11mmHg und +11 mmHg. Die Patientennummern sind entsprechend der Numerierung in Tabelle 6.1 angegeben (Abbildung aus [65]).
• Abb. 6.7: a. Die lineare Regressionsanalyse der morphologischen prozentualen Diameterstenosegraduierung mittels Herzkatheter (2D-CC) und der hämodynamischen Graduierung mittels invasiver Druckmessung zeigt eine mässige Korrelation mit einem r=0.67 (Abbildung aus [65]).
• Abb. 6.7: b. Die lineare Regressionsanalyse der morphologischen 3D-Graduierung mit der MRT unter Anwendung der MPR und der hämodynamischen Graduierung mittels invasiver Druckmessung zeigt eine bessere Korrelation im Vergleich zu a. mit einem r=0.74 (Abbildung aus [65]).
• Abb. 7.1: a. Schema der Fallotschen Tetralogie (aus: Brickner ME et al. NEJM 2000) mit infundibulärer, subvalvulärer Pulmonalstenose. b. Altersverteilung der in der kinderkardiologischen Ambulanz des Deutschen Herzzentrums Berlin in den Jahren 1987-1999 betreuten Patienten mit operativ korrigierter Fallotscher Tetralogie.
• Abb. 7.2: a. Transversales TSE-Bild eines Patienten nach operativer Korrektur einer Fallotschen Tetralogie mit Homograft und beträchtlicher Pulmonalklappeninsuffizienz und massiv dilatierten Pulmonalarterienästen mit Schnittebene (gestrichelte Linie) für b. die gewinkelte parasagittale Aufnahme durch den RVOT und den Pulmonalarterienhauptstamm (PA) desselben Patienten.
• Abb. 7.3: a. Gewinkelt parasagittales TSE-Bild durch den RVOT und den Pulmonalarterienhauptstamm mit Darstellung der Pulmonalklappe (Pfeil) und der Schnittebene für die „through plane“ Flussmessung. b. Schema der resultierenden Flusskurve bei einem Patienten mit beträchtlicher Pulmonalklappeninsuffizienz.
• Abb. 7.4: Schema zur Ermittlung des myokardialen Performanceindex (MPI) aus der PW-Dopplerkurve (aus Abd-el-Rahman et al. Heart 2000; 84 [182]). ICT=isovolumetrische Kontraktionszeit, IRT=isovolumetrische Relaxationszeit, ET=Austreibungszeit.
• Abb. 7.5: Die lineare Regressionsanalyse zeigt eine gering ausgeprägte inverse Korrelation zwischen dem RV-EDV und der rechtsventrikulären EF von r = 0.35.
• Abb. 7.6: Die lineare Regressionsanalyse zeigt ein deutliche inverse Korrelation zwischen RV-ESV und der RV-EF von r = 0.82.
• Abb. 7.7: Box plot der Patienten mit einer Regurgitationsfraktion (RF) < und > 50% im Vergleich bezüglich ihrer RV-Ejektionsfraktion (EF) zeigt einen signifikanten Unterschied (p<0.001) zwischen beiden Gruppen. In der Gruppe mit einer RF > 50 % ist die RV-EF signifikant erniedrigt.
• Abb. 7.8: Korrelationsgerade zwischen QRS-Dauer (in ms) und rechtsventrikulärem enddiastolischen Volumen (RV-EDV).
• Abb. 8.1: a. Röntgenthorax eines Patienten mit L-TGA (kongential korrigierte TGA) und situs-inversus. b. Transversales SE-Bild desselben Patienten zeigt die typische „side-by-side“ Stellung von Pulmonalarterie und Aorta bei Patienten mit L-TGA.
• Abb. 8.2: a. Koronare MR SE Aufnahme eines 50jährigen Patienten mit kongenital korrigierter Transposition der grossen Gefässe (L-TGA) zeigt die typische „side-by-side“ Stellung der grossen Gefässe und den Abgang der Aorta aus einem morphologisch rechten Ventrikel. b. Transversales Gradientenechobild desselben Patienten mit rechts gelegener PA und links gelegener Aorta aszendens.
• Abb. 8.3: 3D-MIP Rekonstruktion einer ceMRA in der a.p. Ansicht zeigt die links ventral lokalisierte (L-TGA) Aorta und die rechts davon gelegene Pulmonalarterie.
• Abb. 8.4: Transversales SE-Bild eines Patienten mit L-TGA, situs-inversus und einer Koronarfistel der LAD zur Pulmonalarterie. Der Abgang der RCA (Pfeil) ist ebenfalls zu erkennen.
• Abb. 8.5: Korrelationsgerade der Abhängigkeit der LV-EF von der RV-EF zeigt eine positive Korrelation der linksventrikulären Globalfunktion mit der rechtsventrikulären Globalfunktion. Gleichung der Korrelationsgeraden lautet: y= 41.85 + 0.425 X
• Abb. 8.6: a. Korrelationsgeraden zwischen den mit der MR-Flussmessung abgeschätzten Druckgradienten über der Pulmonalstenose (PS_MRT) b. und zwischen den mit der Doppler-Echokardiographie (PS_ECHO) abgeschätzten max. Druckgradienten und den invasiv ermittelten (PS_HK) „peak-to-peak“ Gradienten im Herzkatheter.
• Abb. 8.7: Der „box-plot“ der bei 5 Patienten mit allen Modalitäten (Herzkatheter = HK, MRT und Echo) ermittelten Gradienten über Pulmonalstenosen zeigt eine Tendenz zur Überschätzung der ermittelten Gradienten (in mmHg) mit der Doppler-Echokardiographie)
• Abb. 8.8: a. 3D MIP Rekonstruktion einer 2D „in-flow“ MRA zeigt die typische Umklammerung der Aorta aszendens (AAO) durch die Pulmonalarterienäste (RPA und LPA) nach arterieller „switch“ Operation zur Korrektur einer kompletten Transposition (D-TGA) der grossen Gefässe (Abbildung aus [202]). b. Schema der arteriellen „switch“-Operation (aus: Brickner ME et al. NEJM 2000).
• Abb. 8.9: a. Transversales SE-Bild mit RPA-Stenose (Pfeil) und LPA-Verschluss (*). (Abbildung aus [202]) b. GE-Bild desselben Patienten c. resultierende Flusskurve mit einem max. Fluss von 3.6 m/s, entsprechend Gradienten von 52 mmHg.
• Abb. 8.10: a. Transversales Modulusbild („in-plane“) der flusssensitiven GE-Sequenz in der Systole zeigt die deutliche Kompression der RPA durch die sich ausdehnende Aorta aszendens, geringer ausgeprägt in der LPA. b. Diastolisches Bild desselben Patienten (Abbildung aus [202]).
• Abb. 8.10: c. Systolisches Modulus- (oben) und Phasenbild („through-plane“) durch LPA zeigt normale Lumenerweiterung der LPA mit Flussbeschleunigung (Abbildung aus [202]) d. in der Diastole normale Lumenreduktion der LPA und geringerer Fluss im Phasenbild (unten - geringere Signalintensität)
• Abb. 8.11: „box-plot“ von 10 Patienten, bei denen der maximale Gradient in der Pulmonalarterie mit allen Modalitäten abgeschätzt werden konnte. Sowohl die Doppler-Echokardiographie als auch die MRT zeigen eine Tendenz zur Überschätzung der Gradienten (Abbildung aus [202]).
• Abb. 8.12: a. Korrelationsgerade der abgeschätzten Druckgradienten mit dem Doppler im Vergleich zur invasiven Messung mit dem Herzkatheter (Catheter), b. Vergleich mit der MR-Flussmessung und c. MR-Flussmessung mit der invasiven Messung mit der besten Korrelation. (Abbildung aus [202])
• Abb. 8.13: a. „box-plot“ des mittleren Flussvolumen in der RPA und LPA, welches in der RPA signifikant vermindert ist mit b. einer signifikanten Erhöhung der mittleren maximalen Flussgeschwindigkeit im Vergleich zur LPA (Abbildung aus[202]).
• Abb. 8.14: a. „box-plot“ zeigt den Vergleich der mittleren systolischen Diameter in der RPA und LPA, wobei der mittlere minimale Diameter in der Systole in der RPA kleiner war, jedoch nicht signifikant (p=0.18) unterschiedlich. b. zeigt den Vergleich der mittleren Diameter in der Diastole zwischen RPA und LPA mit grösseren Werten für die RPA. Der Unterschied war ebenfalls nicht signifikant (Abbildung aus[202]).
• Abb. 8.15: a. Schema der Vorhofumkehroperation (aus: Brickner ME et al. NEJM 2000). b. koronares SE-Bild zeigt den venösen „baffle“ mit Zuflüssen aus der VCS und VCI in den linken Vorhof. c. Korrespondierendes transversales GE-Bild zeigt den vergrösserten und hypertrophierten RV, der als Systemventrikel dient und den „bananenförmig“ aufliegenden LV (Nicht-Systemventrikel).
• Abb. 8.16: a. Zeigt den Abgang der RCA aus der aus dem RV entspringenden Aorta akquiriert in Navigatortechnik. b. zeigt einen Kurzachsenschnitt, wie er für die Ventrikelfunktionsanalyse verwendet wurde mit deutlich hypertrophiertem RV, der als Systemventrikel nach Vorhofumkehroperation dient.
• Abb. 8.17: Diastolische dynamische Aufnahmen der Phasenbilder der flusssensitiven Gradientenechosequenz in koronarer Schnittführung durch den venösen „baffle“. Schwarz ist der Fluss nach kaudal in der VCS und weiss nach kranial in der VCI kodiert.
• Abb. 8.18: Korrelationsgerade zwischen der Abhängigkeit der LV-EF von der RV-EF zeigt eine positive Korrelation. Gleichung der Korrelationsgeraden lautet: y=24,37 + 0,768 x.
• Abb. 8.19: a. Korrelationsgerade zwischen der Abhängigkeit der RV-EF vom RV-EDVI zeigt eine positive Korrelation. b. eine geringere Korrelation besteht zwischen dem Grad der Trikuspidalinsuffizienz (TI) und dem RV-EDVI.
• Abb. 8.20: a. Korrelationsgerade der Abhängigkeit der PQ-Zeit [ms] von der RV-EF[%]. b. Korrelationsgerade der Abhängigkeit der PQ-Zeit [ms] von der LV-EF.
• Abb. 9.1: a. Schema der Ebsteinanomalie (aus: Brickner ME et al. NEJM 2000) b. transversales SE-Bild zeigt das verlängerte und verdickte anteriore Trikuspidalklappensegel (antTKS) nach bereits erfolgter Trikuspidalklappenrekonstruktion (TKR). Weiterhin noch deutlich vergrösserter RA (Abbildung aus [147]).
• Abb. 9.2: Transversales SE-Bild in der Diastole (geöffnete Mitralklappe – MK) zeigt ein rudimentäres nach ventral verlagertes septales Trikuspidalklappensegel (sepTKS) und ein nicht genau abgrenzbares anteriores TKS (antTKS) sowie den atrialisierten Anteil des RV (aRV) und einen vergrösserten RA.
• Abb. 10.1: a. Skizze eines Patienten mit Trikuspidalatresie (TA) und Anlage eines intrakardialen TCPC (iTCPC) und b. eines extrakardialen (C) (eTCPC) Tunnels (Abbildung aus [12]).
• Abb. 10.2: a. zeigt ein koronares TSE-Bild bei einem Patienten mit singulärem Ventrikel. Die Planungsebenen für die Schichten zur Ventrikelmessung mit einer schnellen GE-Sequenz sind eingezeichnet. b. resultierendes enddiastolisches Bild desselben Patienten mit intrakardialem TCPC c. endsystolisches Bild mit manuelle eingezeichneten endo- und epikardialen Konturen des singulären Ventrikel (Abbildungen aus [12]).
• Abb. 10.3: a. Gewinkelt koronares TSE-Bild zeigt einen Patienten mit extrakardialem Fontantunnel, b. denselben Patienten mit dem Modulusbild der flussensitiven GE-Sequenz zur Flussquantifizierung („in-plane“). Die Orte der „through-plane“ Flussmessung sind jeweils (gestrichelte Linie) eingezeichnet (Abbildungen aus [12]).
• Abb. 10.4: a. Normale Flussprofile in Aorta, VCS, VCI, RPA und „LPA“ eines Patienten mit intrakardialem Fontantunnel, b. Flussprofile eines Patienten mit intrakardialem Fontantunnel und deutlichem diastolischen Rückfluss in der VCI ( gelbe Kurve ).
• Abb. 10.4: c. Flussprofile eines Patienten mit extrakardialem Tunnel zeigt insgesamt deutlich niedrigere Flussprofile in VCS, VCI, RPA und LPA im Vergleich zu Patienten mit intrakardialem Tunnel, aber keinen diastolischen Rückfluss.
• Abb. 10.5: a. „box-plot“ der mittleren Ejektionsfraktionen in der Gruppe mit intrakardialen (weiss – intra) im Vergleich zur Gruppe mit extrakardialem (grau – extra) Fontantunnel zeigen keine signifikanten Unterschiede, b. „box-plot“ der mittleren Muskelmassen in der Gruppe mit intrakardialen (weiss – intra) im Vergleich zur Gruppe mit extrakardialem (grau – extra) Fontantunnel zeigen ebenfalls keine signifikanten Unterschiede.
• Abb. 10.6: a. „box-plot“ des Vergleichs der mittleren Flussvolumina in der RPA im Vergleich zur LPA zeigt in der Gruppe mit intrakardialem Fontantunnel eine signifikante Bevorzugung der RPA, wie auch im Normalkollektiv. b. „box-plot“ des Vergleichs der mittleren Flussvolumina in der RPA im Vergleich zur LPA zeigt in der Gruppe mit extrakardialem Fontantunnel eine Tendenz zur Bevorzugung der LPA. Der Unterschied war jedoch nicht statistisch signifikant.