Rofo
DOI: 10.1055/a-2781-8861
Vessels

Free-breathing non-contrast-enhanced flow-independent MR angiography using REACT: A prospective study for pediatric vessel assessment

Kontrastmittelfreie, flussunabhängige MR-Angiographie unter freier Atmung mittels REACT: Eine prospektive Studie zur Gefäßbeurteilung bei pädiatrischen Patienten

Authors

  • Jakob Spogis

    1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital Tübingen, Tübingen, Germany (Ringgold ID: RIN27203)
  • Ilias Tsiflikas

    1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital Tübingen, Tübingen, Germany (Ringgold ID: RIN27203)
  • Christoph Katemann

    2   Philips GmbH Market DACH, Philips, Hamburg, Germany
  • Shuo Zhang

    3   Philips Medical Systems, Philips Medical Systems Nederland BV, Best, Netherlands (Ringgold ID: RIN35491)
  • Masami Yoneyama

    4   Philips Japan, Philips Japan, Tokyo, Japan
  • Juergen F Schaefer

    1   Diagnostic and Interventional Radiology, University Hospital Tübingen, Tübingen, Germany (Ringgold ID: RIN27203)

Clinical Trial:

Registration number (trial ID): DRKS00029385, Trial registry: German Clinical Trials Register (https://drks-neu.uniklinik-freiburg.de/), Type of Study: Prospective


Abstract

Purpose

To evaluate the non-contrast-enhanced relaxation-enhanced angiography without contrast (REACT) sequence for the assessment of extrathoracic vessels in pediatric patients compared to contrast-enhanced (CE), multiphasic magnetic resonance angiography (MRA).

Materials and Methods

In this prospective, single-center study, pediatric patients referred for clinically indicated contrast-enhanced MRI of various extrathoracic body regions underwent additional free-breathing REACT and multiphasic, free-breathing CE-MRA at 1.5 T (Philips Ingenia). REACT was acquired using Cartesian k-space order, except in the abdomen, where it was acquired using a radial stack of stars k-space sampling (REACT VANE). The acquisition time was recorded. Image quality (Likert scale 1–5, with 5 being the best) and vessel diameter were evaluated by two independent readers in four predefined vessels in each body region. Furthermore, a quantitative analysis of SNR and CNR was performed.

Results

30 patients (age: 12.3 ± 4 years) successfully completed REACT and CE-MRA. The acquisition time for REACT was 2:49 ± 1:03 min, while abdominal REACT VANE required 4:51 ± 0:52 min. The CE-MRA acquisition time was 3:49 ± 1:03 min. The median image quality ratings were good to excellent (Likert scale 4–5) for both readers. No significant difference in the image quality ratings was found (p = 0.12 – 0.58). Interobserver agreement of image quality ratings of the two readers was moderate to substantial (Cohen’s kappa REACT: 0.58, CE-MRA: 0.64). Vessel diameter measurements showed a strong correlation (r = 0.93) between REACT and CE-MRA with high intraclass correlation coefficients (REACT: 0.97, CE-MRA: 0.97). Quantitative analysis showed a higher venous SNR and higher arterial and venous CNR in REACT (p = 0.001–0.018).

Conclusion

Given the good and comparable image quality, REACT can be useful in vascular imaging in children under free-breathing, while potentially eliminating the need for contrast agent injection.

Key Points

  • MR angiography is widely used in pediatric imaging for vessel assessment.

  • Contrast-enhanced MRA has limitations due to the use of gadolinium-based contrast agents.

  • REACT is a novel contrast-free MRA technique performed during free breathing.

  • REACT provides image quality comparable to contrast-enhanced free-breathing MRA.

Citation Format

  • Spogis J, Tsiflikas I, Katemann C et al. Free-breathing non-contrast-enhanced flow-independent MR angiography using REACT: A prospective study for pediatric vessel assessment. Rofo 2026; 10.1055/a-2781-8861

Zusammenfassung

Zweck

Ziel dieser Studie war die Evaluation der kontrastmittelfreien Relaxation-Enhanced Angiography without Contrast (REACT)-Sequenz zur Beurteilung extrathorakaler Gefäße bei pädiatrischen Patienten im Vergleich zur kontrastmittelbasierten (CE), multiphasischen Magnetresonanzangiografie (MRA).

Material und Methoden

In dieser prospektiven, monozentrischen Studie erhielten pädiatrische Patienten, die zur klinisch indizierten kontrastmittelverstärkten MRT verschiedener extrathorakaler Körperregionen überwiesen wurden, zusätzlich eine kontrastmittelfreie REACT sowie eine multiphasische CE-MRA unter freier Atmung an einem 1,5 T MRT (Philips Ingenia). Die REACT wurde mittels kartesischem k-Raum-Sampling akquiriert, außer im Abdomen, wo eine radiale Stack-of-Stars-Akquisition (REACT VANE) angewendet wurde. Die Akquisitionszeit wurde aufgezeichnet. Die Bildqualität (Likert-Skala 1–5, wobei 5 die beste Qualität darstellt) und der Gefäßdiameter wurden durch zwei unabhängige Untersucher an vier vordefinierten Gefäßen pro Körperregion bewertet. Darüber hinaus wurde eine quantitative Analyse von SNR und CNR durchgeführt.

Ergebnisse

30 Patienten (Alter: 12,3 ± 4 Jahre) erhielten sowohl eine REACT als auch CE-MRA. Die Akquisitionszeit für REACT betrug 2:49 ± 1:03 min, während die abdominale REACT VANE 4:51 ± 0:52 min erforderte. Die Akquisitionszeit für CE-MRA lag bei 3:49 ± 1:03 min. Die mediane Bildqualität wurde von beiden Untersuchern als gut bis exzellent bewertet (Likert-Skala 4–5) ohne signifikante Unterschiede zwischen den Sequenzen (p = 0,12–0,58). Die Interobserver-Übereinstimmung der Bildqualitätsbewertungen war moderat bis substanziell (Cohen’s kappa: REACT 0,58; CE-MRA: 0,64). Die Gefäßdiameter zeigten eine hohe Korrelation zwischen REACT und CE-MRA (r = 0,93) mit hohen Intraklassen-Korrelationskoeffizienten (REACT: 0,97; CE-MRA: 0,97). In der quantitativen Analyse zeigte die REACT höhere venöse SNR-Werte sowie höhere arterielle und venöse CNR-Werte im Vergleich zur CE-MRA (p= 0,001 – 0,018).

Schlussfolgerung

Angesichts der guten und vergleichbaren Bildqualität könnte die REACT-Sequenz eine nützliche Technik für die Gefäßbildgebung unter freier Atmung bei Kindern darstellen – mit dem Potenzial, auf die Gabe von Kontrastmitteln zu verzichten.

Kernaussagen

  • Die MR-Angiografie ist eine etablierte Bildgebung zur Beurteilung der Gefäße bei pädiatrischen Patienten.

  • Die kontrastmittelangehobene MRA ist durch den Einsatz gadoliniumhaltiger Kontrastmittel limitiert.

  • REACT ist eine neuartige, kontrastmittelfreie MRA-Technik unter freier Atmung.

  • REACT zeigt eine mit CE-MRA vergleichbare Bildqualität.



Publication History

Received: 04 June 2025

Accepted after revision: 02 January 2026

Article published online:
30 January 2026

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