FAIR-TrueFISP-Perfusionsbildgebung der Leber

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, die Durchführbarkeit von Perfusionsmessungen in Lebergewebe mit der nichtinvasiven Arterial Spin Labeling Technik FAIR-TrueFISP zu untersuchen. Zudem sollte der Einfluss von Nahrungsaufnahme auf die Leberperfusion geprüft werden und die erhaltenen Perfusionswerte mit durch MR-Phasenkontrastmessungen erhobenen Flussparametern der Vena portae verglichen werden. Die bereits in anderen Organen etablierte FAIR-TrueFISP-Technik wurde in einem 1,5 Tesla MR-Tomographen zur Perfusionsmessung des Leberparenchyms adaptiert: Es wurde eine optimale Inversionszeit TI = 2,0 s ermittelt, bei der die Leberperfusionsbildgebung die beste Bildqualität aufwies, d.h. die höchsten Signalintensitäten erhalten wurden und die Parenchymperfusion homogen dargestellt werden konnte. Anatomische und perfusionsgewichtete Bilder in sagittaler und koronarer Schnittebene wurden von sechs gesunden Probanden erstellt und Perfusionswerte an unterschiedlichen Stellen im Lebergewebe unter Verwendung der modifizierten Bloch-Gleichung berechnet. Es wurden Messungen sowohl in prä- als auch postprandialem Zustand durchgeführt. Quantitative Perfusionskarten in diagnostischer Bildqualität konnten von allen Probanden gewonnen werden. In allen Fällen konnten realistische Perfusionsraten des Lebergewebes erhoben werden. Die durchschnittliche Perfusion betrug präprandial 431 (±118), 396 (±117), 465 (±136), 274 (±62) ml / min / 100g und postprandial 547 (±94), 536 (±85), 630 (±133), 525 (±57) ml / min / 100g in ventralen, dorsalen, kranialen und kaudalen Leberanteilen. Dies entsprach einem mittleren Anstieg von 70 (±25) % durch Stimulation mit proteinreicher Kost. Die ermittelten Flussparameter der Pfortader lagen bei 9,2 (±1,5) ml / s in nüchternem sowie 13,9 (±1,5) ml / s in postprandialem Zustand. Die Untersuchungszeit zur Erstellung einer Perfusionskarte betrug circa 10 min. Zusammenfassend ermöglicht die Arterial Spin Labeling Perfusionsbildgebung mittels FAIR-TrueFISP die nichtinvasive Messung von Lebergewebeperfusion in guter Bildqualität und akzeptabler Zeitdauer. Die mit dieser Technik durchführbare Detektion von Perfusionsalterationen könnte ein hilfreiches Werkzeug zur Erkennung, Schweregradeinschätzung, Therapieplanung und -überwachung von diffusen Lebererkrankungen sein.

The purpose of this paper was to evaluate the feasibility of non-invasive perfusion imaging of the liver using the FAIR-TrueFISP arterial spin labeling technique. In addition we wanted to investigate the influence of food intake on hepatic perfusion and compare received perfusion values to blood flow in the portal vein measured by means of MR phase contrast imaging. The FAIR-TrueFISP method already established in other organs was carried out in a 1,5 Tesla whole-body MR unit and adapted on the parenchyma of the liver: We established an optimal inversion time TI = 2,0 s where perfusion imaging showed best image quality, signal intensity reached highest values and perfusion could be mapped most homogeneously. Anatomical and perfusion weighted images in sagittal and coronar plane were performed in six healthy volunteers and perfusion values in different areas of liver tissue were calculated using the extended Bloch equations. Measurements were implemented before and after gustatory stimulation. Quantitative perfusion maps showing diagnostic image quality could be obtained of all volunteers. In all cases realistic perfusion rates could be assessed. Mean perfusion values were 431 (±118), 396 (±117), 465 (±136), 274 (±62) ml / min / 100g preprandial and 547 (±94), 536 (±85), 630 (±133), 525 (±57) ml / min / 100g after gustatory stimulation with a protein-rich meal in ventral, dorsal, cranial and caudal areas of the liver corresponding to a mean increase of 70 (±25) %. Blood flow in the portal vein was 9,2 (±1,5) ml / s in fasting condition and 13,9 (±1,5) ml / s postprandial. Examination time for one perfusion map was about 10 minutes. In conclusion perfusion imaging by means of arterial spin labeling technique FAIR-TrueFISP allows non-invasive perfusion measurement in liver tissue reaching good image quality in clinically acceptable measuring time. Detection of perfusion alteration might be a helpful instrument for identification, evaluation of severity, therapy planning and monitoring of diffuse liver diseases.