Quantitative Analysis of Pulmonary Perfusion using Time-Resolved Parallel 3D MRI - Initial results

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Abstract
Zielsetzung: Evaluation der zeitlich aufgelösten 3D MRT mit paralleler Bildgebung (PAT) für die quantitative Analyse der Lungenperfusion bei Patienten mit kardiopulmonalen Erkrankungen. Material und Methoden: Acht Patienten mit Lungenembolie oder pulmonaler Hypertension wurden mit einer zeitlich aufgelösten 3D Gradientenecho-Pulssequenz mit PAT (FLASH 3D, TE/TR: 0.8/1.9 ms; Flipwinkel: 40º; GRAPPA) untersucht. Eine quantitative Perfusionsanalyse basierend auf der Indikator-Verdünnungsmethode wurde mit einer dezidierten Software durchgeführt. Ergebnisse: Patienten mit Lungenembolie oder chronischer thromboembolischer pulmonaler Hypertension zeigten charakteristische keilförmige Perfusionsausfälle in der Perfusions-MRT. Die Perfusionsdefekte wiesen einen verringerten pulmonalen Blutfluss (PBF) und pulmonales Blutvolumen (PBV) sowie eine erhöhte mittlere Transitzeit (MTT) auf. Patienten mit primärer pulmonaler Hypertension oder Eisenmenger-Syndrom zeigten ein im Vergleich homogeneres Perfusionsmuster. Die mittlere MTT aller Patienten betrug 3,3 - 4,7 s. Der mittlere PBF und das mittlere PBV zeigten eine größere interindividuelle Schwankung (PBF: 104 - 322 ml/100 ml/min; PBV: 8 - 21 ml/100 ml). Schlussfolgerung: Die zeitlich aufgelöste 3D MRT mit PAT erlaubt zumindest eine semiquantitative Analyse der Lungenperfusion. Weitere Studien müssen den klinischen Nutzen dieser quantitativen Information für die Diagnose und Therapie kardiopulmonaler Erkrankungen evaluieren. Purpose: To assess the use of time-resolved parallel 3D MRI for a quantitative analysis of pulmonary perfusion in patients with cardiopulmonary disease. Materials and Methods: Eight patients with pulmonary embolism or pulmonary hypertension were examined with a time-resolved 3D gradient echo pulse sequence with parallel imaging techniques (FLASH 3D, TE/TR: 0.8/1.9 ms; flip angle: 40º; GRAPPA). A quantitative perfusion analysis based on indicator dilution theory was performed using a dedicated software. Results: Patients with pulmonary embolism or chronic thromboembolic pulmonary hypertension revealed characteristic wedge-shaped perfusion defects at perfusion MRI. They were characterized by a decreased pulmonary blood flow (PBF) and pulmonary blood volume (PBV) and increased mean transit time (MTT). Patients with primary pulmonary hypertension or Eisenmenger syndrome showed a more homogeneous perfusion pattern. The mean MTT of all patients was 3.3 - 4.7 s. The mean PBF and PBV showed a broader interindividual variation (PBF: 104 - 322 ml/100 ml/min; PBV: 8 - 21 ml/100 ml). Conclusion: Time-resolved parallel 3D MRI allows at least a semi-quantitative assessment of lung perfusion. Future studies will have to assess the clinical value of this quantitative information for the diagnosis and management of cardiopulmonary disease.

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