In vivo MR-Elastographie des Herzens: Scherwellen-Amplitudenvariationen können eine myokardiale Steifigkeitsänderung über den Herzzyklus von 6 Probanden detektieren

Ziele: Die MR-Elastographie (MRE) ist eine Technik, mit der elastische Eigenschaften von Weichgeweben intra vitam mittels phasen-sensitiver Sequenzen untersucht werden können. Um die thorakale Abschirmung und Viskoelastizität der das Herz umgebenden Strukturen zu kompensieren, müssen Scherwellen mit einer niedrigen Frequenz von extern eingekoppelt werden. Die im Myokard detektierbaren Wellenlängen sind zu lang um elastische Parameter per Welleninversion direkt zu berechnen, sodass die Variation der Scherwellenamplitude berechnet wurde. Methode: Die MRE wurde an einem 1.5 T Scanner an 6 gesunden Probanden durchgeführt (Siemens Sonata). Eine phasen-sensitive, EKG-getriggerte Cine- GRE-Sequenz wurde entwickelt um Scherwellen-Vibrationen im linksventrikulären Myokard mit einer hohen zeitlichen Auflösung (TR 5.8ms) zu detektieren (Flipwinkel 15°, RF-spoiling, 2-ms langer trapezoidaler single-cycle Geschwindigkeitskodiergradient, K-Raum-Interpolation auf 128×128 er Matrix, Schichtdicke 5mm), parallele Bildakquisitionstechnik (PAT2), 34 Segmente, 360 Wellen-Bilder/1,86s, kontrollierte Atmung über 2–3 Minuten). Ein externer Schallerzeuger sorgte mit einer 2.5–3m langen hölzernen Übertragungsstange für die Vibration (Amplitude ca. 1,5mm) des Thorax. Mit EKG-Synchronisation wurde ein sinusoidaler Impuls von 41.28ms Länge (24.3Hz) nach jeweils 8 TR eingekoppelt. Die Datenanalyse wurde mit einer sliding-window Fourier-Transformation vorgenommen. Die Amplitudenvariation wurde in allen drei Raumrichtungen berechnet. Die Signalauswertung erfolgte in zwei unterschiedlichen Regionen: in der Thoraxwand und im linksventrikulären Myokard. Ergebnis: Oszillationen des maximalen Phasensignals konnten im linksventrikulären Myokard, nicht aber in der Thoraxwand festgestellt werden. Nach Mittelung von 8 Punkten des Phasensignals konnte die Amplitudenvariation mit einer zeitlichen Auflösung von 41.3ms (8 TR) dargestellt werden. Eine Amplitudenvariation zwischen Systole und Diastole war in allen Probanden nachweisbar. beobachtet. Die myokardiale Scherelastizität verändert sich mit dem Faktor 37.7±9.6 (interindividueller Mittelwert ±SD). Schlussfolgerung: Die Untersuchungen zeigen, dass zeitaufgelöste MR-Elastographie am Herzen möglich ist. Die detektierte Amplitudenvariation zwischen Systole und Diastole ist die erste direkt gemessene Elastizitätsänderung über den Herzzyklus. Die MR-Elastographie des Herzens kann potentiell wertvolle Zusatzinformationen über die mechanischen und elastischen Eigenschaften des Myokards liefern.

Korrespondierender Autor: Elgeti T

Charité Universitätsmedizin Berlin, Institut für Radiologie, Charitéplatz 1, 10117 Berlin

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MR-Elastographie - Herz - Scherwellen - Amplitudenvariation