Die selbstnavigierte und kontrastmittelfreie funktionelle Lungen-MRT zur quantitativen Ventilationsanalyse bei Patienten mit cystischer Fibrose

Zielsetzung:

Die klinische Evaluation der SENCEFUL-MRT (SElf-gated Non-Contrast-Enhanced FUnctional Lung imaging) zur quantitativen Ventilationsanalyse bei Patienten mit cystischer Fibrose (CF).

Material und Methodik:

Zwanzig Patienten mit cystischer Fibrose und 20 gepaarte Kontrollprobanden durchliefen eine native funktionelle Lungen-MRT in freier Atmung an einem 1,5T Scanner. Die Ventilationsmessungen wurden mit dem SENCEFUL-Ansatz, einer Weiterentwicklung der Fourier-Dekompositionsmethode durchgeführt, mit der durch Sortierung selbstnavigierter Daten einer 2D-FLASH Sequenz morphologische Bildserien vollständiger Atem- und Herzzyklen rekonstruiert werden können. Die Lungen wurden manuell segmentiert und die quantitative Ventilation (QV) in Milliliter Gasaustausch pro Milliliter Lungenvolumen (ml/ml) automatisiert berechnet. Die QV-Werte der CF-Patienten wurden mit Parametern der Lungenfunktionsprüfung korreliert und zwischen Patienten und Probanden verglichen. Drei Radiologen bewerteten die farbkodierten Organkarten hinsichtlich vorhandener Ventilationsdefizite.

Ergebnisse:

Die QV der Lungen war bei den CF-Patienten geringer (0.09 vs. 0.11 ml/ml, p < 0.01). In Übereinstimmung mit der CF-Prädilektion der Oberlappen waren die QV-Quotienten zwischen oberen und unteren Lungenhälften bei den Patienten geringer (rechts, 0.84 vs. 1.16, p < 0.001; links, 0.88 vs. 1.11, p = 0.02). Die mittlere Atemfrequenz war bei den CF-Patienten erhöht (20 vs. 16 Atemzyklen/Min, p < 0.01). Die QV-Werte der CF-Patienten korrelierten mit der Vitalkapazität (r = 0.7, p = 0.01), dem Residualvolumen (Überblähungsmarker, r =-0.8, p < 0.01) und der forcierten Einsekundenkapazität (Obstruktionsmarker, r = 0.7, p = 0.02). Die Ventilationskarten zeigten disseminierte kleine Defizite als typisches Muster in 40% der CF-Patienten.

Schlussfolgerungen:

Mit der SENCEFUL-MRT gelingt die ortsaufgelöste quantitative Ventilationsanalyse der Lungen ohne Kontrastmittelapplikation und in freier Atmung. Die Technik könnte sich somit für ein strahlenfreies Krankheitsmonitoring eignen.