Systematik der Artefakte metallischer Gefäßprothesen (Stents) in der MRT

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Abstract
Ziel: Bildartefakte in der Magnetresonanztomographie (MRT), hervorgerufen durch metallische Gefäßimplantate (Stents), werden systematisch charakterisiert. Bei verschiedenen Grundfeldstärken B0 wird die Abhängigkeit von Material und Aufbau der Implantate sowie vom Messprotokoll untersucht. Methode: 12 sich in Material (Edelstahl, Nitinol, Co-Legierung) und/oder Bauart unterscheidende Stents wurden bei B0 = 0,2 T und 1,0 T mit zwei 2D-Gradientenecho(GE)-Sequenzen (TE = 4 bzw. 10 ms), einer 3D-GE-Sequenz und einer Spinechosequenz in einem Phantom mit wässriger Gd-DTPA-Lösung untersucht. Die Orientierungsabhängigkeit wurde für die 9 Möglichkeiten der orthogonalen Ausrichtung von Stentachse, B0-Richtung sowie gewählter Schicht-, Auslese- und Phasenkodierrichtung analysiert. Spezielles Interesse galt der Darstellbarkeit des Lumens bei überhöhter HF-Anregung sowie dem Einfluss von Stegbrüchen auf das Signalverhalten. Ergebnisse: Die GE-Technik führte bei den untersuchten Stents aufgrund von Dephasierungsartefakten zu signalausgelöschten Bereichen mit einer Ausdehnung bis zu 8 mm ab den Stentmaschen, abhängig von Stentmaterial und Orientierung zum Feld sowie wachsend mit Voxelgröße, Echozeit und B0. Signalverlust im Lumen tritt zusätzlich infolge von HF-Abschirmung auf. Bei SE-Sequenzen fehlen Dephasierungsartefakte und Fehlkodierungsartefakte werden sichtbar, der Abschirmeffekt wird ausgeprägter. Die Spanne für die Darstellung des Stentinneren reicht von nahezu unbeeinflusst bis komplett signalfrei, verbesserbar durch Einstellung größerer Anregungswinkel. Stentbrüche sind nicht signifikant darstellbar. Schlussfolgerung: Durch geeignete Anpassung der Bildgebungsparameter lässt sich die MR-Darstellung derzeit marktüblicher metallischer Stents, insbesondere von Nitinolstents, optimieren. Für einen durchgreifenden Fortschritt sind neue Materialien und geeignete Stentaufbauten jedoch unverzichtbar. Purpose: Imaging artifacts in magnetic resonance tomography (MRT) caused by metallic vascular implants (stents) were characterized systematically in dependence on the material and the construction of the implants as well as with respect to different measurement protocols and for different static field strength B0. Methods: Twelve stents, different in material (stainless steel, nitinol, Co-alloy) and/or construction, were examined at B0 = 0.2 T and 1.0 T with two 2D gradient echo (GE) sequences (TE = 4 and 10 ms), one 3D GE sequence and one spin echo (SE) sequence. The stents were put into water with Gd-DTPA contrast agent. The dependence on the orientation was analyzed for the 9 possibilities of an orthogonal alignment of the stent axis, the direction of B0, the slice, the read out, and the phase encoding direction. Special interest was given to the visibility of the stent lumen at forced rf excitation, as well as to the influence of broken struts on the signal obtained. Results: For the examined stents GE technique showed, due to spin dephasing regions a total signal loss ranging up to 8 mm away from the stent mashes. The value depends on the stent material, the stent orientation in the scanner and grows with voxel size, echo time and B0. In SE technique dephasing artifacts vanish and wrong spatial encoding gets visible, rf shielding is more pronounced. The visibility of the stent lumen ranges from nearly unperturbed down to a complete signal loss. An improvement is possible using enlarged flip angles. Broken struts can not be imaged significantly. Discussion: The MR representation of metallic stents commercially available at the time, especially of nitionol stents, can be optimized with a suitable adaptation of the imaging parameters. However, a profound improvement can only be expected from new stent material and design.

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