Erstellung von Referenzwerten für die MRT-basierte Flussmessung im Truncus pulmonalis bei gesunden Kindern und Jugendlichen

Zusammenfassung

Ziel: Erstellung von Referenzwerten für die MRT-basierte Flussmessung im Truncus pulmonalis bei gesunden Kindern und Jugendlichen. Methode: 98 anamnestisch herzgesunde Kinder (Alter: 3 - 17 Jahre, Median: 11 Jahre) wurden mit einer zeitlich hoch auflösenden MRT-Flussmessung (9,6 ms pro Herzphase) im Truncus pulmonalis untersucht. Ergebnisse: Die Akzelerationszeit wies eine starke Altersabhängigkeit auf und schwankte zwischen 90 und 155 ms (MW: 124 ms ± 14). Die relative Akzelerationszeit (bezogen auf die RR-Zeit) schwankte deutlich zwischen 12,7 und 27 % (MW: 18 % ± 2,6). Die Mittelwerte und Standardabweichungen der bestimmten Parameter waren: das Herzzeitvolumen (5,4 l/min ± 1,4), das auf die Körperoberfläche normierte Herzzeitvolumen (4,2 [l/min]/m² ± 0,8), die mittlere systolische Flussgeschwindigkeit (66 cm/s ± 12), der maximale systolische Fluss (309 ml/s ± 79), der mittlere Fluss (110 ml/s ± 30), die Gefäßwanddistensibilität des Truncus pulmonalis (79 % ± 26), die Spitzengeschwindigkeit (96 cm/s ± 15), der Druckgradient über der Pulmonalklappe (3,8 mm Hg ± 1,2), das Schlagvolumen (63,2 ml ± 17,9), das Akzelerationsvolumen (23,7 ml ± 8,7), die maximale Flussbeschleunigung (4924 ml/s² ± 1431) und das Rückwärtsvolumen (0,2 ml ± 0,3). Schlussfolgerungen: Die ermittelten Referenzwerte sind auf alle pädiatrischen Patienten anwendbar und bilden ein Grundgerüst für die Kommunikation des Radiologen mit dem pädiatrischen Kardiologen. Die hohe zeitliche Auflösung der Messsequenz ist Voraussetzung für akkurate Messergebnisse. Deutliche Abweichungen sollten Anlass zu weiterer (evtl. invasiver) Abklärung geben.

Abstract

Purpose: To provide reference values for MRI-based flow measurements in the main pulmonary artery in healthy children. Materials and Methods: In 98 healthy children (age: 3 - 17 years, median: 11 years), the main pulmonary artery was examined using MRI-based flow measurements with high temporal resolution (9.6 ms per cardiac phase). Results: The acceleration time revealed a distinct age dependency and varied between 90 and 155 ms (mean: 124 ms ± 14). The relative acceleration time (related to the RR-interval) varied between 12.7 and 27 % (mean: 18 % ± 2.6). The mean values and the standard deviations for the determined values were as follows: cardiac output (5.4 l/min ± 1.4), cardiac output normalized to the body surface area (4.2 [l/min]/m² ± 0.8), average systolic flow velocity (66 cm/s ± 12), maximum systolic flow (309 ml/s ± 79), mean flow (110 ml/s ± 30), distensibility of the wall of the main pulmonary artery (79 % ± 26), peak velocity (96 cm/s ± 15), pressure gradient along the pulmonary valve (3.8 mm Hg ± 1.2), stroke volume (63.2 ml ± 17.9), acceleration volume (23.7 ml ± 8.7), maximum acceleration of flow (4924 ml/s² ± 1431), and reverse volume (0.2 ml ± 0.3). Conclusions: The acquired values of reference are applicable to all pediatric patients and serve as a framework for the communication between the radiologist and the pediatric cardiologists. High temporal resolution of the measurement sequence is mandatory. Noticeable deviations of these values should induce additional (probably invasive) evaluation.

Children, cardiovascular system - magnetic resonance, vascular studies - pulmonary arteries - blood, flow dynamics - hypertension, pulmonary

Literatur

• 1 Moran P R. A flow velocity zeugmatographic interlace for NMR imaging in humans.  Magn Reson Imaging. 1982;  1 197-203
• 2 Kalden P, Kreitner K F, Voigtlander T. et al . Flow quantification of intracardiac shunt volumes using MR phase contrast technique in the breath holding phase.  Rofo Fortschr Geb Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr. 1998;  169 378-382
• 3 Hosten N, Gutberlet M, Kuhne T. et al . [Cardiac MR flowmetry: experimental validation and results in patients with operated heart defects].  Rofo Fortschr Geb Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr. 1998;  168 480-487
• 4 Maier S E, Meier D, Boesiger P. et al . Human abdominal aorta: comparative measurements of blood flow with MR imaging and multigated Doppler US.  Radiology. 1989;  171 487-492
• 5 Lotz J, Meier C, Leppert A. et al . Cardiovascular flow measurement with phase-contrast MR imaging: basic facts and implementation.  Radiographics. 2002;  22 651-671
• 6 Marcus J T, Vonk N A, De Vries P M. et al . MRI evaluation of right ventricular pressure overload in chronic obstructive pulmonary disease.  J Magn Reson Imaging. 1998;  8 999-1005
• 7 Didier D, Higgins C B. Estimation of pulmonary vascular resistance by MRI in patients with congenital cardiovascular shunt lesions.  AJR Am J Roentgenol. 1986;  146 919-924
• 8 Bogren H G, Klipstein R H, Mohiaddin R H. et al . Pulmonary artery distensibility and blood flow patterns: a magnetic resonance study of normal subjects and of patients with pulmonary arterial hypertension.  Am Heart J. 1989;  118 990-999
• 9 Neuhold A, Frank H, Stiskal M. et al . [Magnetic resonance tomography in pulmonary hypertension].  Rofo Fortschr Geb Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr. 1992;  157 252-256
• 10 Wacker C M, Schad L R, Gehling U. et al . The pulmonary artery acceleration time determined with the MR-RACE- technique: comparison to pulmonary artery mean pressure in 12 patients.  Magn Reson Imaging. 1994;  12 25-31
• 11 Mousseaux E, Tasu J P, Jolivet O. et al . Pulmonary arterial resistance: noninvasive measurement with indexes of pulmonary flow estimated at velocity-encoded MR imaging-preliminary experience.  Radiology. 1999;  212 896-902
• 12 Singer J R. Blood flow rates by nuclear magnetic resonance measurements.  Science. 1959;  130 1652-1653
• 13 Evans A J, Iwai F, Grist T A. et al . Magnetic resonance imaging of blood flow with a phase subtraction technique. In vitro and in vivo validation.  Invest Radiol. 1993;  28 109-115
• 14 Kondo C, Caputo G R, Semelka R. et al . Right and left ventricular stroke volume measurements with velocity-encoded cine MR imaging: in vitro and in vivo validation.  AJR Am J Roentgenol. 1991;  157 9-16
• 15 Bernstein M A, Zhou X J, Polzin J A. et al . Concomitant gradient terms in phase contrast MR: analysis and correction.  Magn Reson Med. 1998;  39 300-308
• 16 Dabestani A, Mahan G, Gardin J M. et al . Evaluation of pulmonary artery pressure and resistance by pulsed Doppler echocardiography.  Am J Cardiol. 1987;  59 662-668
• 17 Abolmaali N D, Seitz U, Kock M. et al . Assessment of an experimentally induced pulmonary hypertension using high-resolution MR flow measurements in pigs.  Proc Intl Soc Mag Reson Med. 2003;  11 407
• 18 Vosshenrich R, Doler W, Hellige G. et al . The use of the RACE technique for quantitative flow measurements. Evaluation using a clinically relevant flow model.  Rofo Fortschr Geb Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr. 1993;  158 550-554
• 19 Sakuma H, Kawada N, Kubo H. et al . Effect of breath holding on blood flow measurement using fast velocity encoded cine MRI.  Magn Reson Med. 2001;  45 346-348
• 20 Abolmaali N D, Smaczny C, Posselt H G. et al . Flow measurements in the main pulmonary artery of patients with cystic fibrosis (CF) using magnetic resonance imaging (MRI).  Journal of Cystic Fibrosis. 2003;  2 S50