Quantifizierung energiereicher Phosphate im gesunden und geschädigten Herzmuskel mittels SLOOP ³¹P-MR-Spektroskopie

Zusammenfassung.

Ziel: Erprobung einer quantitativen ³¹P-MR-spektroskopischen Methode zur Erfassung des Energiestoffwechsels im gesunden und geschädigten Myokard. Methoden: Mittels einer 3D-chemical-shift-imaging-Technik wurden ³¹P-Spektren auf einem 1,5 T Gerät akquiriert. Unter Berücksichtigung der anatomischen Information von ¹H-Bildern erlaubt das SLOOP-Rekonstruktionsverfahren (Spatial Localization with Optimal Pointspread Function) Spektren aus definierten Arealen zu bestimmen. Dabei ist es möglich, das Untersuchungsvolumen an anatomische Strukturen, z. B. den Herzmuskel anzupassen. Die Absolutkonzentrationen für Phosphor-Kreatin (PCr) und Adensosintriphosphat (ATP) wurden unter Bezug auf einen externen Standard bestimmt. Ergebnisse: Die ³¹P-Spektren zeigten eine geringe Kontamination mit umgebenden Gewebeanteilen. Die an gesunden Probanden bestimmten Absolutwerte wiesen eine geringe Schwankungsbreite auf. Bei dilatativer Kardiomyopathie und koronarer Herzerkrankung zeigten sich erniedrigte PCr- und ATP-Konzentrationen, bei hypertensiver Herzerkrankung unveränderte Konzentrationen im Vergleich zu Gesunden. Schlußfolgerung: Die ³¹P-MR-Spektroskopie mit SLOOP ermöglicht nichtinvasive, quantitative Aussagen über den kardialen Energiestoffwechsel.

Purpose: A quantitative ³¹P-MR-spectroscopic technique was used to assess the energy metabolism in healthy and diseased myocardium. Methods: ³¹P-spectra were acquired on a 1.5 T scanner using a 3D-chemical shift imaging technique. Based on the anatomical information provided by ¹H-images, SLOOP (Spatial Localization with Optimal Pointspread Function) allows to obtain spectra from defined compartments. With SLOOP a free voxel shape with adaption to anatomic structures, e.g. the myocardium, is possible. Absolute values for phosphocreatine (PCr) and adenosine triphosphate (ATP) were determined using an external standard. Results: ³¹P-spectra showed only minimal contamination by surrounding tissue. The standard deviation for the determined values of healthy volunteers was low. Compared to healthy volunteers, reduced PCr and ATP concentrations were seen for dilative cardiomyopathies and coronary artery disease and unchanged concentrations were observed for hypertensive heart disease. Conclusion: ³¹P-MR-spectroscopy with SLOOP allows a non-invasive, quantitative analysis of cardiac energy metabolism.

Schlüsselwörter:

Magnetresonanztomographie - Spektroskopie - Energiereiche Phosphate - Absolutquantifizierung

Key words:

Nuclear magnetic resonance - Spectroscopy - High energy phosphate - Quantitative measurements

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