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The aim of this study is to provide a systematic assessment of the influence of the position on the arterial input function (AIF) for perfusion quantification. In 39 patients with a wide range of left ventricular function the AIF was determined using a diluted contrast bolus of a cardiac magnetic resonance imaging in three left ventricular levels (basal, mid, apex) as well as aortic sinus (AoS). Time to peak signal intensities, baseline corrected peak signal intensity and upslopes were determined and compared to those obtained in the AoS. The error induced by sampling the AIF in a position different to the AoS was determined by Fermi deconvolution. The time to peak signal intensity was strongly correlated (r2 > 0.9) for all positions with a systematic earlier arrival in the basal (− 2153 ± 818 ms), the mid (− 1429 ± 928 ms) and the apical slice (− 450 ± 739 ms) relative to the AoS (all p < 0.001). Peak signal intensity as well as upslopes were strongly correlated (r2 > 0.9 for both) for all positions with a systematic overestimation in all positions relative to the AoS (all p < 0.001 and all p < 0.05). Differences between the positions were more pronounced for patients with reduced ejection fraction. The error of averaged MBF quantification was 8%, 13% and 27% for the base, mid and apex. The location of the AIF significantly influences core parameters for perfusion quantification with a systematic and ejection fraction dependent error. Full quantification should be based on obtaining the AIF as close as possible to the myocardium to minimize these errors.
Hintergrund: Die kardiale Magnetresonanztomographie (CMR) gilt als Referenzstandard für die Beurteilung der linksventrikulären Funktion und des Volumens des linken Ventrikels (LV). Neuartige Echtzeittechniken versprechen eine schnelle Bildgebung bei freier Atmung mit ähnlicher Qualität. Ziel dieser Studie war es, die Genauigkeit der standardmäßigen Steady-State-Free-Precession (SSFP)-Cine-Bildgebung bei angehaltenem Atem mit der gleichen Sequenz unter Verwendung von drei Signalmittelungen, während freier Atmung sowie mit einer Compressed-Sensing (Cs)- Echtzeittechnik während der freien Atmung zur Beurteilung von LV-Volumen und Masse zu vergleichen.
Methoden: 24 Probanden wurden mit einer Standard-SSFP-Technik bei angehaltenem Atem (BH), mit derselben Technik bei freier Atmung unter Verwendung von drei durchschnittlichen Herzzyklen (SA-FB) sowie mit einem CS-Echtzeitprotokoll bei freier Atmung (CS-FB) untersucht. Verglichen wurden die Erfassungsdauer, die Genauigkeit sowie die Inter- und Intraobserver-Variabilität von LV-Funktion, Volumen und Masse.
Ergebnisse: Die Echtzeit-Bildgebung war erheblich schneller als die freie Atmung mit drei Signalmittelwerten (p<0.001). Die Korrelation zwischen dem Referenzstandard (BH) und den beiden anderen Techniken war ausgezeichnet mit einem r2 für SA-FB vs. BH zwischen 0.74 - 0.89 und einem r2 für CS-FB vs. BH zwischen 0.81 und 0.94. SA-FB ergab mittlere Fehler zwischen 5.9% und 15% für verschiedene LV-Parameter, während CS-FB zu mittleren Fehlern von 6.5%bis 13% führte. Die Inter- und Intraobserver-Variabilität war bei der Echtzeit-Bildgebung ausgezeichnet und bei der SSFP-Bildgebung (SA-FB und BH) gut.
Schlussfolgerung: Sowohl ein Standardprotokoll mit 3 Signalmittelungen, während der freien Atmung als auch die Compressed Sensing liefern genaue und reproduzierbare Messungen des LV, während die Echtzeit-Bildgebung wesentlich schneller ist.