Compressed Sensing bald MRA-Standard

Compressed Sensing bald MRA-Standard

Die MRA wird sich weiter wandeln – neue Techniken erlauben schnellere Scans und zu schnelleres Postprocessing. Jenseits reiner Lumendarstellung sind die Darstellung der Gefäßwand und die Charakterisierung von Plaques Ziele der MRA-Bildgebung.

  • Präsentationstag:
    02.02.2017 2 Kommentare
  • Autor:
    kf/ktg
  • Sprecher:
    Gerhard Laub, Siemens Healthcare, San Mateo, USA
  • Quelle:
    Internationales MRI Symposium 2017

Die MR-Angiographie (MRA) ist seit rund 30 Jahren fester Bestandteil in der Diagnostik kardiovaskulärer Erkrankungen – Phasenkontrast (PC) und Time-of-flight (TOF) sind die Pfeiler der MRA. Im Lauf der Zeit hat sich die Methode zur Darstellung der Gefäße in allen Körperbereichen etabliert – inklusive schneller Sequenzen und kürzerer Repetitionszeiten, die zusammen mit weiteren technischen Entwicklungen die Scanzeit massiv gesenkt haben.

Die bisherigen Rekonstruktionstechniken basieren alle auf linearer Fourier-Transformation. „Das bedeutet, dass das Rauschen aus den Rohdaten auch immer in den finalen Bilddaten auftaucht, was die Anwendung der konventionellen MRA limitiert“, erklärte Gerhard Laub, Siemens Healthcare, San Mateo, USA.

Glücklicherweise halte eine neue Technik Einzug – das „Compressed Sensing“ (CS). Die Technik kombiniert

  • Inkohärentes Subsampling, das heißt, eine Untergruppe an Rohdaten im Scanbereich wird randomisiert ausgewählt. Weniger Rohdaten machen den Scan schneller.
  • Transform Sparsity, das heißt unnötige Hintergrundsignale werden aus dem Bild herausgerechnet.
  • Non-lineare Iterative Rekonstruktion (IR), das heißt, Datenkonsistenz und Transform Sparsity werden solange miteinander abgeglichen, bis sie eine gute Bildqualität bei möglichst schneller Rekonstruktionsgeschwindigkeit aufweisen.

Compressed Sensing verspreche einen enormen Zeitgewinn „Die Methode ist allerdings noch nicht soweit, um in die klinische Routine einzuziehen“, kommentierte Laub. Er geht davon aus, dass die Technik in ungefähr fünf Jahren etabliert sein wird.

Laub zeigte einige klinische Beispiele für den Einsatz von CS, so die CS-TOF mit nicht-linearer SENSE Rekonstruktion – die Rekonstruktionszeit beträgt nur rund 2 Minuten.

Die kontrastmittelunterstützte CS-MRA, die den Scan des gesamten Kopfs in Submillimeterauflösung in rund 10 Sekunden ermöglicht, bei einer Rekonstruktionszeit von etwa einer Minute.

Laub verglich die zeitaufgelöste (4D) kontrastverstärkten MRA (TWIST) mit der IR: TWIST nutze View Sharing, um eine hohe Zeitauflösung zu erreichen. Allerdings sei der zeitliche Footprint höher als die zeitliche Auflösung. IR weise einen deutlich kürzeren zeitlichen Footprint auf (weil die IR nicht die Daten aus dem gesamten k-space verlangt).

Auch die 3D TWIST sei eine gute Methode, allerdings weise auch sie zu lange Rekonstruktionszeiten auf.

Kontrastmittel

Kontrastmittel böten Nutzen, allerdings sei das Timing essentiell und der Testbolus koste Zeit. Zudem nannte Laub die Nephrogene Systemische Fibrose (NSF) als Thema, das immer noch diskutiert werde. Außerdem gebe es, zumindest in den USA, die Diskussion um Verunreinigungen der Umwelt durch Gadolinium, beispielsweise im Wasser der San Francisco Bay.
Das Interesse an Techniken ohne Kontrastmittel sei vorhanden – die Quiescent-Interval Single-Shot (QISS) Non-Subtractive 2D Technik biete möglicherweise eine Alternative.

Als alternatives KM nannte Laub das USPIO (Ultrasmall SuperParamagnetic Iron Oxide) Ferumoxytol. Der Stoff kommt bereits bei der Eisensubstitution für Anämiepatienten zum Einsatz. Mit unerwünschten Wirkungen wie NSF sei bei Ferumoxytol nicht zu rechnen, so Laub. Die Substanz verhalte sich wie ein Blood-Pool-Kontrastmittel. Die Substanz ist in Europa allerdings nicht verfügbar.

Mehr als Lumendarstellung

Jenseits der MRA, die bisher vor allem der Gefäßlumendarstellung diene, böten sich in Zukunft weitere Möglichkeiten: Der 4D Flow zähle dazu – die Technik biete quantitative Informationen, ermögliche die Darstellung der Gefäßwand sowie die Charakterisierung von Plaques. „Das wird die Art und Weise ändern, wie wir die MRA durchführen und zusätzlichen Nutzen im klinischen Umfeld bringen“, so Laub.

Eine Kernfrage liege im Postprocessing – bisher sei unklar wie mit den bis zu 10.000 Bildern, die pro Scan entstünden, genau umgegangen werden solle. Cloud-basiertes Postprocessing sei eine technisch vielversprechende Möglichkeit – in der nachfolgenden Diskussion wurden allerdings Vorbehalte hinsichtlich der Datensicherheit laut. Im Moment sei die Hauptaufgabe, die Technik zu standardisieren und das Postprocessing klinisch verfügbar zu machen.

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Diese NSF Panikmache ist nach der Publikation der GRIP Studie und diverserer anderer nicht mehr zielführend und verunsichert Zuweisende, Radiologie und Patienten unnötig! CTA ist keine Alternative - wie die BAYER webside hier im Film präsentiert durch den Vortragenden Dr. Bauer ( sehr falsche Darstellungen - MR völlig unterschätzt!) Ein Timing ist nach der Entwicklung der TWIST Sequenz auch nicht mehr nötig. Genauso wenig ist die Zeit einer MR Untersuchung lang-betrifft den Vortrag Bauer Grüße Manuela Aschauer

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