Schnelle und akkurate Bestimmung der relativen Infarktgröße am Menschen durch kontrastmittelverstärkte Magnet-Resonanz-Tomographie im Vergleich mit der F-Fluorodesoxyglukose-Positronen-Emissions-Tomographie

Amlung, Elisabeth Johanna; Kühl, Harald Peter

doi:999910018103

Schnelle und akkurate Bestimmung der relativen Infarktgröße am Menschen durch kontrastmittelverstärkte Magnet-Resonanz-Tomographie im Vergleich mit der F-Fluorodesoxyglukose-Positronen-Emissions-Tomographie = Rapid and accurate determination of relative infarct size in humans using contrast-enhanced magnetic resonance imaging : validation against F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography

Amlung, Elisabeth Johanna (Author)

2009

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Elisabeth Johanna Amlung, geb. Schade

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2009

UmfangII, 57 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Kühl, Harald Peter (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-02-03

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-27676
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/63335/files/Amlung_Elisabeth.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Innere Medizin (mit dem Schwerpunkt Kardiologie und Pneumologie) (531010-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Positronen-Emissions-Tomographie (Genormte SW) ; NMR-Tomographie (Genormte SW) ; Herzinfarkt (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; Vitalitätsdiagnostik (frei) ; kardiale Ischämie (frei) ; Magnetresonanztomographie (frei) ; kontrastmittelverstärkte MRT (frei) ; Infarktgrößenquantifizierung (frei) ; myocardial ischemia (frei) ; delayed enhancement (frei) ; infarctsize quantification (frei) ; MRI (frei) ; positron emission tomography (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
THEMA: Ziel dieser Studie war zum einen die Validierung der relativen Infarktgrößenquantifizierung durch kontrastmittelverstärkte Magnet Resonanz Tomographie (ceMRT) an Patienten mit chronischem Myokardinfarkt unter der Verwendung der 18F-Fluorodesoxyglukose Positronen Emissions Tomographie (FDG-PET) als Referenzstandard. Zum anderen wurden verschiedene Auswertungsmethoden der MRT im Hinblick auf Genauigkeit, Anwendbarkeit, Geschwindigkeit und Reproduzierbarkeit miteinander verglichen: a)manuelle Quantifizierung, b) visuelle Quantifizierung, c) Methode des Full Width at Half Maximum (FWHM), d) Methode der Standardabweichungen (Mittelwert +2-6SD).HINTERGRUND: In der kardialen Vitalitätsdiagnostik ist die Differenzierung zwischem avitalem und ischämisch geschädigtem aber noch vitalem Myokard von großer Bedeutung für eine Kosten- und Risikoabschätzung im Hinblick auf weitere therapeutische Maßnahmen. In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass die kontrastmittelverstärkte MRT eine akkurate Methode zu Detektion von Narbengewebe ist, mit der selbst kleine subendokardiale Defekte dargestellt werden können und auch die genaue transmurale Ausdehnung festgelegt werden kann.METHODEN: Insgesamt 62 Patienten (mittleres Alter 66±9 Jahre) mit chronischer KHK (EF 24±8) wurden im Rahmen der Vitalitätsdiagnostik mittels ceMRT untersucht (zweiter Teil, n=62), zusätzlich dazu wurde bei einer Subpopulation von 47 Patienten eine FDG-PET durchgeführt (erster Teil, n=47). Zur Quantifizierung der relativen Infarktgröße in der MRT wurden alle Kurzachsenschnitte des linken Ventrikels in 100 Segmente geteilt, und die Segmente mit einem transmuralem Anteil des Kontrastmittels >50% in Bezug zur Gesamtzahl der Segmente gesetzt. Für die Auswertung der PET-Daten wurden diese als Polarplots dargestellt, wobei eine FDG-Aufnahme ≥50% als Vitalität definiert wurde. Die Infarktgröße wurde berechnet aus dem Verhältnis der Narbenregion zum gesamten linken Ventrikel. Für den zweiten Teil der Studie wurde bei 62 Patienten die relative Infarktgröße durch manuelle Konturierung (a) ermittelt, und dann mit drei semi-automatischen Techniken verglichen: b) visuelle Definition eines Signalintensitäten-Trennwertes, c) Methode des FWHM, d) Methode der Standardabweichungen. ERGEBNISSE: Im Vergleich zwischen der Kontrastmittel-MRT und der FDG-PET konnte eine gute Übereinstimmung beider Methoden gezeigt werden (r=0.91; p<0.001; limits of agreement ±9%). Im Vergleich der semi-automatischen Auswertungsmethoden zeigte die visuelle Technik eine bessere Übereinstimmung mit der manuellen Methode (r=0.98; Übereinstimmungsgrenzen ±3%) als die Methode des FWHM (r=0.77, Übereinstimmungsgrenzen ±12%). Bei der Methode der Standardabweichungen konnte die beste Übereinstimmung bei +6SD erzielt werden, trotzdem auch hier die Infarktgröße noch um 11% überschätzt wurde.ZUSAMMENFASSUNG: Die Kontrastmittel-MRT ist ein akkurate Methode zur Bestimmung der relativen Infarktgröße bei Patienten mit chronischer Koronarer Herzkrankheit, was wir im Vergleich mit der FDG-PET als Referenzmethode belegen konnten. Mit der visuellen Festlegung eines Signalintensitäten-Trennwertes kann eine akkurate und schnelle Quantifizierung der Infarktgröße erfolgen, und damit ist diese Methode den anderen von uns untersuchten semi-automatischen Methoden überlegen.

OBJECTIVES: The aims of this study were to compare in humans in-vivo relative infarct size measurements with contrast enhanced magnetic resonance imaging (ceMRI) using 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) as a reference standard (first part) and to quantify relative infarct sizing using semi-automatic quantitation techniques (second part).BACKGROUND: Assessment of residual myocardial viability in patients with chronic ischemic heart disease and left ventricular dysfunction is of great clinical importance for treatment and decision-making. CeMRI is an imaging modality capable of high spatial resolution and has been shown to identify scar tissue in ischemically damaged myocardium.METHODS: Sixty-two patients (mean age 66±9 years) with ischemic cardiomyopathy (EF 24±8%) underwent ceMRI for viability testing. For the first part of this study, 47patients also underwent FDG-PET imaging for clinical reasons. In these patients short-axis slices of the left ventricular at ceMRI were divided into 100 segments. Infarct size were calculated from the number of segments displaying >50% transmural delayed enhancement relative to the total number of segments. FDG-PET images were displayed in polar plots with infarction area defined as area of 18F-FDG uptake ≤50%. Infarct size were calculated from the relation of infarction area to total myocardial area. In the second part of the study in each of the 62 patients relative infarctsize was assessed by manual tracing and different semi-automatic thresholding methods thus as first a visual definition of a signal-intensity cutoff value, second the full-width-at-half-maximum technique (FWHM) and third a method of mean value plus 2-6 standard deviations (2-6 SD). RESULTS: Infarct size by ceMRI and FDG-PET agreed well (r=0.91; p<0.001; limits of agreement ±9%). Comparing the semi-automatic techniques, visual tresholding showed better agreement with manual contour tracing (r=0.98; limits of agreement ±3%) compared to the FWHM technique (r=0.77, limits of agreement ±12% vs. manual tracing and r=0.65, limits of agreement ±17% vs. FDG-PET). The method of mean value plus 2-6 standard deviation showed best agreement with the manual tracing while using +6SD, but still overestimated infarct size about 11%. CONCLUSIONS: Relative infarct size assessed by ce-CMR agrees well with results obtained by FDG-PET. Visual estimation of signal intensity cutoff values allows rapid and accurate determination of relative infarct size and is superior to the FWHM technique.

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