Bei der Diagnose kardiovaskulärer Erkrankungen ist die kardiale Magnetresonanztomographie (cMR) zu einem wichtigen Hilfsmittel geworden und spielt auch für die Behandlungsempfehlung eine immer größere Rolle. Die cMR ermöglicht sowohl die Darstellung der normalen bzw. gestörten Struktur und Funktion des Herzens als auch die Beurteilung von Perfusion und Vitalität des Myokards. Zudem erlaubt sie die Darstellung sowie Quantifizierung von Entzündungsprozessen, Fibrosen und Ödemen. Somit gilt cMR als Goldstandard für die Beurteilung der Herzstruktur und -funktion bei kardiovaskulären Erkrankungen.
Gleichzeitig zählt die kardiale MRT bisher zu den komplexeren und langwierigeren bildgebenden Untersuchungen. Bei der MRT bedeutet eine lange Scanzeit, dass die Bildgebung durch die Bewegungen des Körpers beeinträchtigt wird. Patienten, die sich einer cMR unterziehen, sind in der Regel akut herzkrank oder verletzt und können die einstündige oder längere Untersuchung häufig kaum ertragen. Dies kann zu Beeinträchtigungen hinsichtlich der Bildqualität führen.
Bildgebung mit einem einzigen Herzschlag
Um eine ausreichende Menge an Daten zu erfassen und ein klares Bild des Herzens zu rekonstruieren, waren bislang mehrere Herzschläge und eine lange Atempause erforderlich. Der zeitaufwendige Vorgang war mitunter ermüdend für den Patienten und zudem anfällig für eine Verschlechterung der Bildqualität. Für eine Erfassung der Herzkontraktion in Echtzeit reichte die Akquisitionsgeschwindigkeit der MRT bisher nicht aus.
„Um dem Bedarf nach einer schnellen, hochwertigen und für den Patienten möglichst komfortablen kardialen MR-Bildgebung nachzukommen, haben wir Sonic DL Cine für die kardiologische MRT entwickelt“, so Marko Ivancevic, MR Modality Manager GE HealthCare. Im Gegensatz zu herkömmlichen kardialen Bildgebungsverfahren ist das auf Deep Learning basierende Erfassungs-Rekonstruktionsverfahren in der Lage, die Bewegung des Herzens in nur einem Herzschlag zu erfassen und beschleunigt den Vorgang daher erheblich. Sonic DL Cine kann nun mit viel weniger Daten diagnostisch gleichwertige Bilder erzeugen, so dass der Anwender die Wahl hat, entweder schneller Bilder oder mehr Daten für schärfere, genauere Bilder zu erfassen.
Untersuchungen lassen sich mit dieser Technologie bis zu 12-mal schneller durchführen als mit herkömmlichen Methoden. So wird eine funktionelle MR-Bildgebung des Herzens in Sekundenschnelle möglich – die cMR erfolgt somit sprichwörtlich in Echtzeit, denn die Geschwindigkeit der MR-Untersuchung passt sich der physiologischen Geschwindigkeit an.
Somit lassen sich selbst bei Patienten mit Herzrhythmusstörungen und solchen, die den Atem nicht anhalten können, qualitativ hochwertige Funktionsbilder in einem einzigen Herzschlag erzeugen.
„Sonic DL Cine scannt jetzt so schnell, dass es der Geschwindigkeit der menschlichen Physiologie entspricht“, so Ivancevic weiter. „Dies ist unsere Vision für eine Bildgebung in Echtzeit. Im Vergleich zu einer vollständigen Akquisition kann die Datenerfassungszeit um bis zu 83 Prozent reduziert werden, was zu kürzeren Untersuchungszeiten führt und den Zugang zur cMR für eine breitere Patientengruppe eröffnet.“
Erweiterter Patientenzugang zur cMR
Die klinischen Auswirkungen der Sonic DL Cine-Technologie sind enorm. Es ist nun möglich, die kränksten Patienten zu scannen, die von einer cMR profitieren würden, aber aufgrund ihres beeinträchtigten kardiorespiratorischen Zustands bisher nicht mit herkömmlichen cMR-Methoden gescannt werden konnten. Bei Patienten mit Herzrhythmusstörungen beispielsweise führte die bisherige Strategie, die Daten mehrerer Herzschläge zu einer einzigen Cine-Schleife zu kombinieren, zu Bildartefakten aufgrund des unregelmäßigen Herzrhythmus. Jetzt ist es möglich, jede Schicht des Herzens in nur einem Herzschlag zu erfassen, um eine Echtzeit-Bildgebung zu erhalten, die eine artefaktfreie Visualisierung der Herzmuskelstruktur und -funktion ermöglicht.
Kardiale MR-Untersuchungen in 15 Minuten durch Sonic DL Cine und AIR Recon DL
Da die Terminierung der einzelnen Untersuchungen aufgrund der benötigten Scanzeit problematisch sein kann, verzichten einige Krankenhäuser aufgrund des Zeit-und Kostenaufwands sowie der erforderlichen klinischen Expertise ganz auf die cMR.
So bis zum Jahr 2022 auch die Klinik für bildgebende Verfahren Imapôle Lyon-Villeurbanne in Lyon, Frankreich. Hier werden pro Woche ca. 450 MR-Untersuchungen auf zwei MR-Systemen für alle Anatomien durchgeführt. cMR zählt jedoch erst seit der Installation des SIGNA Hero 3.0T im Jahr 2022 dazu. Da Imapôle Lyon-Villeurbanne über eine erfolgreiche medizinische und chirurgische Kardiologieabteilung verfügt, war die Bereitstellung von cMR vor Ort ein wichtiger zusätzlicher Service für die Patientenversorgung.
„Es war schwierig, die Herzpatienten in unseren MR-Bildgebungsplan zu integrieren“, so Cédric Poullaouëc, leitender Technologe am Imapôle Lyon-Villeurbanne. „Wir mussten eine Stunde Zeit für die Planung freimachen und einen erfahrenen cMR-Technologen bereitstellen, der die Untersuchung durchführt. Dann waren im Durchschnitt 33 Prozent der Untersuchungen von schlechter Qualität, weil der Patient entweder nicht in der Lage war, die Luft anzuhalten, oder weil er Herzrhythmusstörungen hatte.“
War das Ergebnis der cMR-Untersuchung aufgrund des Zustands des Patienten nicht diagnostisch oder von schlechter Qualität, so verlängerte sich die Untersuchungszeit durch die Wiederholung der Sequenz weiter. Verzögerungen im MR-Bildgebungsprogramm und eine Beeinträchtigung der Versorgung anderer Patienten waren die Folge. Dennoch blieb die Nachfrage nach cMR-Untersuchungen hoch. Man entschied sich daher zur Installation der kardialen Cine-Sequenz Sonic DL Cine im Jahr 2023.
Die Atemhaltezeiten haben sich deutlich verringert und das Team ist nun in der Lage, die morphologische Cine-Akquisition nach der Kontrastmittelinjektion zu planen. Imapôle Lyon-Villeurbanne setzt AIR Recon DL auch zur Verbesserung der Bildqualität und zur Verkürzung der Scanzeiten für die Kurzachsen-T1-Karte(MOLLI), die Kurzachsen-Perfusion mit Bewegungskorrektur und die späte Gadolinium-Anreicherung in allen drei Ebenen (SS PS MDE) ein.
„Das Ergebnis ist eine 15-bis 20-minütige cMR-Untersuchung, wobei die genaue Zeit vom Zustand des Patienten abhängt, was eine bessere Patientenversorgung und eine deutlich reduzierte MR-Scanzeit ermöglicht“, berichtet Poullaouëc. „Ich bin beeindruckt von der Qualität der Bilder dank Sonic DL Cine, das uns eine bessere räumliche Auflösung und kürzere Atemanhaltezeiten und damit eine bessere Nachbearbeitung ermöglicht.“
Die deutlich verkürzten cMR-Untersuchungszeiten erlauben es dem Zentrum auch, kardiale Notfälle mit Verdacht auf Myokarditis zu behandeln.
„Die Kombination von AIR Coils, AIR Recon DL und Sonic DL Cine hat es uns ermöglicht, eine Herzuntersuchung leichter in unseren MR-Plan zu integrieren, ohne die Versorgung anderer Patienten zu beeinträchtigen“, erklärt Poullaouëc. „Mit diesen drei Technologien wird eine komplizierte Untersuchung sofort einfacher und reproduzierbarer.“
Sonic DL Cine ist die perfekte Lösung, da es die Aufnahme vereinfacht, indem es die Scanzeit erheblich verkürzt und eine 1-RR-Bildaufnahme ermöglicht. Sonic DL Cine liefert außerdem die Bildqualität, die der Radiologe für eine sichere Diagnose benötigt.
Vergleich von (A-D) konventioneller FIESTA Cine mit (E-H) Sonic DL Cine bei einem 58-jährigen Mann, der sich einer Mitralklappenrekonstruktion mit schwerer Mitralinsuffizienz unterzog. (A-C) FIESTA Cine-Bilder wurden mit 9 R-R, ASSET 2, Temp. res.=57,6 ms und (D) 8 R-R, ASSET 2, Temp. res.=57 ms aufgenommen, verglichen mit Sonic DL Cine (E-G) mit einer Beschleunigung von 6, 6 R-R, Temp. res.=32,4 ms und (H) mit einer Beschleunigung von 7, 3 R-R, Temp. res.=45 ms. Sonic DL Cine weist ein verbessertes SNR auf und ermöglicht mehr Schichten pro Atemzug, indem es die höheren Beschleunigungsfähigkeiten für schnellere Scanzeiten nutzt. Die verbesserte zeitliche Auflösung von Sonic DL Cine führt zu einer höheren Bildschärfe sowie zu einer Verringerung der Scanzeit um (E-G) 30 % und (H) 55 % und zu einer Verbesserung der räumlichen Auflösung um (E) 38 %, (F-G) 33 % und (H) 13 %.
Die Bilder wurden mit einem SIGNA 1.5T aufgenommen, mit freundlicher Genehmigung des KH Köln Porz.