Evaluation of MRI based liver flow.
Gastroenterology
Final Report Abstract
Innerhalb der Förderperiode konnte eine erfolgreiche Kooperation mit der Northwestern University in Chicago, Illinois, USA, etabliert werden. Basierend auf den früheren Erfahrungen aus der Klinik für Radiologie, der Albert-Ludwigs-Universität in Freiburg, war es möglich die 4D Fluss-MRT Technik für die qualitative und quantitative Evaluation der Leberhämodynamik weiter zu entwickeln und zunehmend in der cardiovaskulären Gessellschaft zu etablieren. Die Methodenentwicklung fokusierte sich hierbei insbesondere auf die Verbesserung der räumlich-zeitlichen Auflösung der 4D Fluss-MRT Technik mittels optimierter paralleler Bildgebung und Adaptation an das Niederdrucksystem hinsichtlich Geschwindigkeitskodierung und EKG Triggerung. Hierbei wurde vor allem dem Hauptkritikpunkt Rechnung getragen, der Messdauer der Sequenz, unter Anwendung des k-t GRAPPA Beschleunigungsverfahrens. Ferner wurde bei der Weiterentwicklung auch ein Hauptaugenmerk auf die angepasste Datenvorverarbeitung an das Niederdrucksystem und dem veränderten Leberblutfluss gelegt. Hierzu erfolgte eine Filterung, Vorsegmentierung und entsprechende Korrektur der gewonnen Daten. Als zusätzlichen Forschungsansatz wurden bei der Quantifizierung weitere Gefäßwandparameter untersucht, welche nicht in der klinischen Routinediagnostik der Leberzirrhose eine Rolle spielen (z.B. Wall Shear Stress, Oscillatory Shear Index). Die gewonnen Ergebnisse und Erfahrungen der 4D Fluss-MRT-Sequenz wurden zunächst in einem Probandenkollektiv validiert. Neben einer internen Konsistenzprüfung nach dem Massenerhaltungsprinzip erfolgten scan-rescan Untersuchungen nach 5 Monaten. Im letzten Abschnitt der Förderperiode erfolgte eine Übertragung der gewonnen Daten aus den Probandenmessungen auf ein Patientenkollektiv mit fortgeschrittener Leberzirrhose und stark veränderter Flusscharakteristika der Leberhämodynamik. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass eine erfolgreiche Optimierung und Anpassung der 4D Fluss-MRT an die Leberhämodynamik erfolgen konnte mit einer umfassenden, nicht-invasiven Visualisierung und Quantifizierung des portalvenösen und arteriellen Systems der Leber, einschließlich eventuell vorhandener Kollateralen. Im kommenden Studien wird die weitere klinische Validierung der 4D Fluss-MRT erfolgen mit der Anwendung auf unterschiedliche Aspekte der veränderten Leberhämodynamik. Besonders die Erfahrungen bei Patientenorganisation sowie methodische Schwierigkeiten bei den Patientenmessungen mit veränderten Hämodynamik der Leber, Ascites sowie erschwerten Untersuchungsbedingungen aufgrund des Patientenzustandes, werden in Zukunft von hoher Bedeutung sein. Die erfolgreiche Umsetzung der angestrebten Studienziele kann an den zahlreichen Publikationen der Forschungsergebnisse in hochrangigen internationalen Zeitschriften mit peer-review Verfahren nachvollzogen werden. Weitere interessante Arbeiten auf dem Forschungsgebiet werden uns sicher in Zukunft erwarten.
Publications
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4D Flow Imaging with MRI. Cardiovascular Diagnosis and Therapy, 2014 4:173-192
Stankovic Z, Allen BD, Garcia J, Jarvis KB, Markl M
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Reproducibility study of four-dimensional flow MRI of arterial and portal venous liver hemodynamics: Influence of spatio-temporal resolution. Magn Reson Med, 2014, 72:477-484
Stankovic Z, Jung B, Collins J, Russe MF, Carr J, Euringer W, Csatari Z, Stehlin S, Strohm P, Langer M, Markl M
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Effect of TIPS placement on portal and splanchnic arterial blood flow in 4D flow MRI. Eur Radiol, 2015, Apr 8 [Epub ahead of print]
Stankovic Z, Rössle M, Euringer W, Schultheiss M, Salem R, Barker A, Carr J, Langer M, Markl M, Collins JD
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K-t GRAPPA Accelerated 4D Flow MRI of Liver Hemodynamics: Influence of different acceleration factors on qualitative and quantitative assessment of blood flow. MAGMA, 2015, 28:149-159
Stankovic Z, Fink J, Collins JD, Semaan E, Russe MF, Carr JC, Markl M, Langer M, Jung
