Myokardiale MR-Perfusionsmessung: Simulation des durch Dispersion erzeugten Fehlers in der quantitativen Blutflussbestimmung

Zielsetzung: Zur Quantifizierung des myokardialen Blutflusses (MBF) wird die arterielle Inputfunktion (AIF) benötigt, die in der Regel aus dem linken Ventrikel (LV) abgeschätzt wird. Der Kontrastmittelbolus kann auf dem Weg zwischen dem LV und dem myokardialen Gewebe dispergieren. Dies führt zu einer systematischen Unterschätzung des MBF. Ziel dieser Arbeit ist die Abschätzung des Dispersionsfehlers mithilfe numerischer Strömungssimulationen (CFD).

Material und Methoden: Die Simulationen wurden an vereinfachten Koronargefäßen mit physiologischen pulsatilen Strömungen durchgeführt. Hierfür wurden in ein gerades Gefäßmodell (L=10cm, D=3mm) Stenosen unterschiedlicher Form und Stenosegrades (0%, 70%, 90%) eingefügt. Die resultierende Unterschätzung des MBF wurde unter Verwendung des pharmakokinetischen Modells MMID4 abgeschätzt.

Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen, dass aufgrund der Dispersion in den Hauptästen der Koronargefäße der MBF um bis zu 10% unterschätzt wird. Da die Unterschätzung unter Ruhebedingungen etwas stärker ausfällt als unter Stress, kommt es zur Überschätzung der myokardialen Perfusionsreserve (MPR) um bis zu 4,5%.

Diskussion: Simulationen zur Bolusdispersion wurden an vereinfachten Gefäßen durchgeführt. Zur genaueren Bestimmung der Dispersion sind weiterführende Simulationen an detaillierten, physiologischen Koronargefäßmodellen notwendig. Eine Abschätzung des Effektes war jedoch im Rahmen der Arbeit möglich.

Schlussfolgerung:

Dispersion der AIF in den Herzkranzgefäßen führt zur systematischen Unterschätzung des MBF und zur Überschätzung der MPR. Die exakte Quantifizierung von MBF und MPR bedarf einer Dispersionkorrektur.

Keywords: Perfusion, MBF, Dispersion, MMID4