Partielle k-Raum-Auslesung mit Null-Interpolation bei Phasenkontrast-Flussmessungen: In-vivo- und In-vitro-Validierung

Zusammenfassung

Ziel: Validierung der partiellen k-Raum-Auslesung mit Null-Interpolation (Zero-Filling) bei der Phasenkontrast-Flussmessung im Vergleich zu Messungen mit voller k-Raum-Auslesung. Methode: In vitro: An einem laminaren Flussmodell wurde der Effekt der partiellen k-Raum-Auslesung auf das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (signal to noise ratio - SNR) sowie auf die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messungen überprüft. In vivo: Es wurde die Auswirkung der partiellen k-Raum-Auslesung auf die Messergebnisse des Herzzeitvolumens (n = 40) sowie auf die benötigte Dauer des Atemstillstands in der Aorta (n = 37) und im Truncus pulmonalis (n = 34) ermittelt. Als Referenz dienten identische Messungen bei voller k-Raum-Auslesung. Ergebnisse: Die partielle k-Raum-Auslesung zeigte ein um 2 % höheres SNR für die Untersuchungen in vitro. Die Reproduzierbarkeit zeigte eine mittlere Abweichung von < 1 %. Die Flussvolumina wurden in vitro im Mittel um 3,5 % überschätzt. Die In-vivo-Messungen zeigten für das Herzzeitvolumen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Messungen mit und ohne partieller k-Raum-Auslesung. Die Messzeit wurde durch Einsatz der partiellen k-Raum-Auslesung um 34 % reduziert. Schlussfolgerung: Die partielle k-Raum-Auslesung mit Zero-Filling erlaubt eine Reduktion der Messzeit ohne wesentliche Qualitätseinbußen bei Flussmessungen in großen Gefäßen.

Abstract

Purpose: To validate the technique of partial k-space sampling and zero filling with phase-contrast flow measurements as compared to measurements with full k-space sampling. Materials and Methods: In vitro: A laminar flow phantom was utilized to evaluate the effect of partial k-space sampling on the accuracy, precision and signal-to-noise ratio of phase-contrast flow measurements. In vivo: The effect of partial k-space sampling on the quantification of cardiac output (n = 40 patients) and the duration of the scan were evaluated in the ascending aorta (n = 37) and pulmonary trunk (n = 34) in a prospective study. Results: Partial k-space sampling resulted in an increase in the SNR by 2 % in vitro. The precision was altered by less than 1 %. Flow volumes were systematically overestimated by 3.5 %. No significant differences were found in the in vivo measurements of cardiac output. The scan duration was reduced by 34 % by utilizing partial k-space sampling. Conclusion: Partial k-space sampling can be used to reduce scan time without a significant decrease in the accuracy or precision of phase-contrast flow measurements in large arteries.

Key words

Hemodynamics/flow dynamics - imaging sequences - vascular - heart - MR imaging

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