T1 mapping: Etab;ering av T1-tid og ECV i hjertemuskelen hos kvinner ved 1,5 T MR hjerte

Abstract

Sammendrag

Bakgrunn: MR-undersøkelse av hjertet kan brukes til å fremstille skader i hjertemuskelen. T1-og T2-vektede bilder med og uten bruk av kontrastvæske er de vanligste teknikkene som gjøres ved MR hjerte. I takt med utvikling av teknikker som greier å ta hensyn til hjertets pumpebevegelser er bruk av kvantitative metoder innen hjertediagnostikk blitt mer vanlig. T1 mapping for beregning av T1-tid og utregning av ekstracellulær volumfraksjon (ECV) er to teknikker som gir et kvantitativt mål for eventuell patologi i hjertemuskelen. T1-tid er avhengig av type maskin og hvordan settingen rundt maskinen er, og en universell referanseverdi for T1-tid i friskt hjertemuskel eksisterer ikke. Det må derfor etableres normalverdier ved hvert MR system. Ved gjennomgang av publisert litteratur finner man at T1-tid i hjertemuskelen ved ulike maskiner er fra rundt 940 ms til 1020 ms, en forskjell på 80 ms. Formålet med denne masteroppgaven var å etablere normalverdier for T1-tid og ECV ved MR hjerte av kvinner ved en 1,5 T Siemens MAGNETOM Aera MR maskin ved Ålesund Sykehus. Dersom verdiene skal brukes i en klinisk setting må de være reproduserbare. Reproduserbarhet av målingene av T1-tid ble derfor også undersøkt.

Metode: Data til oppgaven er hentet fra en større studie, COBRA, som undersøker hjerteskade etter behandling for brystkreft. MR hjerte undersøkelsen til 38 hjertefriske kvinner fra COBRA ble brukt i masterprosjektet. Kvinnene ble delt inn i følgende aldersgrupper: 37-50 år, 51-60 år og 61-70 år. T1 mapping var utført i kortaksesnitt med Modified Look Locker Inversion Recovery (MOLLI) teknikk både før og etter intravenøs injeksjon av kontrastvæske. To måleområder på det midterste snittet ble definert ved hjelp av Den amerikanske hjerteforeningen sin modell for segmentering av hjertemuskelen (AHA modellen), et for segment 8-9 (septum) og et for segment 7-12 (myokard). ECV ble kalkulert ved bruk av T1 tid før og etter kontrast samt pasientens hematokrittverdi etter gitt formel. Målenes reproduserbarhet (interrater - og intrarater reliabilitet) ble analysert ved hjelp av intraklasse-korrelasjonskoeffisient. Resultatene ble analysert i SPSS.

Resultater: Det ble ikke funnet signifikante forskjeller i T1-tid mellom de ulike aldersgruppene. Normalverdi for T1-tid i septum og myokard var henholdsvis 1004  28 ms og 1012  35 ms, og det var ingen statistisk signifikant forskjell mellom de to verdiene. ECV verdi for septum og myokard var 26,0  2,1 % og 26,1  2,7 %. ECV var høyere i den yngste aldersgruppen kontra den eldste algersgruppen. Reproduserbarheten av T1-målingene var god.

Konklusjon: Det er etablert normalverdi for T1-tid og ECV ved MR hjerte av kvinner ved Siemens MAGNETOM Aera 1,5 T MR maskin ved Ålesund sykehus. Verdiene skal brukes i forbindelse med analyser av T1-tider og ECV i COBRA studiet. Normalverdiene kan også brukes for kvinner i klinisk sammenheng og gjør det dermed mulig å ta i bruk teknikken T1 mapping og ECV ved MR hjerte, Ålesund sykehus. Normalverdiene for T1-tid og ECV er ikke eksakt lik som vist i litteratur, men ligger i samme område. Det bekrefter at det er nødvendig med normalverdier for hvert MR system.

Nøkkelord:

MR, CMR, Siemens MAGNETOM Aera, T1 map, T1-tid, ECV, Normalverdier, MOLLI

Abstract

Background: Cardiac MRI (CMR) is often used as a diagnostic tool to detect myocardial pathology. T1- and T2 weighted images with and without use of contrast agents are common techniques in CMR. New technology can help overcome the problems with cardiac motion and use of quantitative methods in CMR are evolving. T1 mapping and calculation of the extracellular volume fraction (ECV) are two methods which give us a quantitative measure for suspected diseased myocardium. T1 values and ECV are site and vendor specific and every site need to establish its own normal reference values. Published literature show T1 values within a range of approximate 80 ms (943 ms to 1024 ms). The aim of this thesis is to establish normal values for T1 and ECV for CMR in women at Ålesund Hospital’s 1,5 T Siemens MAGNETOM Aera MRI scanner. To use the established values in a clinical setting, they need to be reproducible. Therefore, both intra- and interrater observation for T1 were investigated.

Method: Data for this project was collected from a larger study, COBRA. Data from CMR of 38 women without cardiovascular diseases were investigated. The women were stratified in three age groups (37-50 years, 51-60 years and 61-70 years). T1 mapping was performed with a Modified Look-Locker Inversion Recovery (MOLLI) technique in a short axis slice of the heart, pre and post contrast agent injection. The American Heart Associations (AHA) model for segmentation of the myocardium was used to define the Region of Interest where the measurements for T1 value were performed, one for the septum (AHA segment 8-9) and one for the entire myocardium (AHA segments 7-12). ECV was calculated from T1 pre and post contrast measures and the patient’s hematocrit value. Intra Class correlation coefficient (ICC) for both intra- and interobserver reliability were estimated. All results were analyzed in SPSS.

Results: There were no significant differences for T1 between septum and myocardium, and no differences among the age groups were found. Normal values for T1 in septum and myocard were 1004  28 ms and 1012  35 ms respectively. ECV for septum was 26,0  2,1 % and 26,1  2,7 % for myocardium. No significant differences were found between septum and myocardium, but ECV is significant highest in the youngest group compared to the oldest group. ICC was “good”, both for intra-and interobserver reliability.

Conclusion: Normal values for T1 and ECV for cardiac MRI in women at Ålesund Hospital’s Siemens MAGNETOM Aera 1,5 T MRI scanner are established. The values will be used to analyze the T1 and ECV values in COBRA. The values may also be used for women in a clinical setting. Our values lie within the same area as shown in literature but are not exact like, that confirms the necessity of establishing own normal values for each MRI system.

Key Word: MRI, CMR, Siemens MAGNETOM Aera, T1 map, T1, ECV, Normal values, MOLLI