title: Evaluation of the diacnostic significance of contrast-enhanced dynamic MR-Angiography of the lower limb
title: Evaluation des diagnostischen Stellenwertes der kontrastmittelverstärkten dynamischen MR-Angiographie des Unterschenkels
Creators: name: Clefisch, Susanne
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2012
Subjects: Unterschenkel
TWIST
Periphere arterielle Verschlusskrankheit
FLASH
Magnetresonanzangiographie
Medizin, Gesundheit
Digitale Subtraktionsangiographie
Dynamic-MR-Angiography
Dynamische MR-Angiographie

description: The peripheral arterial occlusive
      disease (PAOD) belongs to the spectrum of cardiovascular
      disorders, which is the most common reason of death in
      Germany. The prevalence of PAOD rises significantly with
      increasing age. About 20 % of men older than 65 years are
      affected. Therefore an early and correct diagnosis is vital
      for therapy and further outcome of the patient. Diagnostic
      methods are assessing medical history, physical examination,
      especially the evaluation of the ABI, and advanced medical
      imaging. Until today conventional digital subtraction
      angiography (DSA) is considered to be the gold standard among
      the imaging diagnostic methods. Because of different risks
      (radiation exposure, contrast media reactions,
      nephrotoxicity) and the complications associated with
      invasive methods (bleeding, infection) an alternative imaging
      technique is desired. Because of the technological progress
      3D CE-MRA has shown to be one of the most promising choices.
      Aim of the study was to compare time-resolved 4D
      CE-MRA-sequences (TWIST) with high spatial resolution 3D
      CE-MRA-sequences (MIP) to the gold standard DSA by detecting
      clinical relevant stenosis in the calf. The evaluated vessel
      segments were the tibiofibular trunk, the anterior and
      posterior tibial artery and the fibular artery. Sensitivity
      and specificity were evaluated. Also, the reader agreement
      and the agreement between the two sequences (MIP, TWIST) of
      the corresponding reader has been evaluated. Furthermore
      image quality was recorded and evaluated. In this study, 100
      cases from a 17 months time period were taken into account.
      The gender ratio was 60 % men and 40 % women, while the
      average age was 72.2 years. Evaluating the degree of stenosis
      by DSA, about 65 % of the cases showed clinical relevant
      stenosis, which means a stenosis of more than 51 %. 30 % of
      the cases did not show any stenosis in DSA and about 5 %
      showed no clinical relevant stenosis (stenosis less than 50
      %). Concerning the evaluation of image quality it became
      apparent that image quality of MIP has been lower than the
      ones of DSA and TWIST. Analysing the statistics, it became
      apparent that high spatial resolution MIP-sequences showed
      inferior results than time-resolved TWIST sequences. The
      average sensitivity of MIP was 62.5 % and the average
      specificity was 48 %. In comparison, the average sensitivity
      of TWIST was 82 % and the average specificity was 59.5 %. The
      investigator comparison it became noticeable that the less
      experienced investigator surveyed a lower quality of MIP
      results. To verify the impact of image quality on statistical
      results, the data was overhauled. Only cases with very good
      and good image quality were included and were reevaluated.
      This led to overall better indices, increasing the average
      sensitivity of MIP to 84.5 % and of TWIST to 91 %. The
      average specificity of MIP and TWIST increased to 71.5 %. The
      reader agreement for MIP sequences was moderate (ĸ = 0.49)
      while it was substantial (ĸ = 0.65) for TWIST sequences.
      After overhauling the data reader agreement improved also.
      For MIP it became substantial (ĸ = 0.78) and for TWIST it was
      almost perfect (ĸ = 0.81). Investigator-independent method
      can be assumed because of the improved reader agreement. This
      was noticeable at both MRA sequences, whereat time-resolved
      TWIST showed a higher investigator independence than high
      spatial resolution MIP. The sequence agreement showed a
      significant better evaluation (p &lt; 0.05) for clinical
      relevant diseased cases in DSA for TWIST sequences compared
      to MIP sequences. There was no significant difference in
      evaluation for healthy cases in DSA for MIP and TWIST. After
      overhauling the data there was no difference in evaluation
      for both healthy and diseased cases in DSA for MIP and TWIST.
      In conclusion the already used 3D CE-MRA is a potential
      alternative for DSA for diagnostics and therapy planning.
      Especially the additional acquisition of time-resolved TWIST
      sequences yields useful image material. If images of good
      quality are available MIP reconstructions are sufficient for
      evaluation. Because of the mixed image quality, in clinical
      routine a two step approach is suggested. First, a 3D CE-MRA
      of the complete lower extremity should be performed. This
      should be followed by an immediate analysis of image quality
      of the calf region. If image quality is considered
      suboptimal, an additional time-resolved TWIST sequence has to
      be acquired.
description: Die pAVK gehört zum Formenkreis der
      kardiovaskulären Erkrankungen, die den ersten Rang unter den
      Todesursachen in Deutschland einnehmen. Die Prävalenz der
      pAVK steigt mit zunehmendem Alter deutlich an, so dass bei
      den über 65-Jährigen ca. 20 % der Männer daran erkrankt sind.
      Aus diesen Gründen ist eine frühzeitige und korrekte
      Diagnosestellung für die Therapie und das weitere
      Patientenoutcome entscheidend. Zur Diagnostik gehören hier
      neben Anamnese und klinischer Untersuchung, vor allem die
      Bestimmung des ABI, und die weiterführende bildgebende
      Diagnostik. Bis dato gilt die konventionelle digitale
      Subtraktionsangiographie als Goldstandard unter den
      bildgebenden diagnostischen Möglichkeiten. Auf Grund von
      verschiedenen Risiken (Strahlenbelastung, mögliche
      Kontrastmittelreaktionen, Nephrotoxizität) und den mit einem
      invasiven Verfahren assoziierten Komplikationen (Blutungen,
      Infektionen) wird nach möglichen Alternativen in der
      Bildgebung gesucht. Die 3D CEMRA hat sich auf Grund des
      technischen Fortschritts als eine der Möglichkeiten
      herauskristallisiert. Ziel dieser Studie war es, zeitlich
      aufgelöste 4D CE-MRA-Sequenzen (TWIST) mit hoch
      ortsaufgelösten 3D CE-MRA-Sequenzen (MIP des Rohdatensatzes)
      und der DSA als Goldstandard hinsichtlich der Detektion von
      klinisch relevanten Stenosen im Unterschenkel, zu
      vergleichen. Dabei wurden der Truncus tibiofibularis, die
      Arteria tibialis anterior und posterior und die Arteria
      fibularis ausgewertet. Zu diesem Zweck wurden Sensitivität
      und Spezifität als statistische Parameter berechnet.
      Zusätzlich sollte der Übereinstimmungsgrad zwischen
      unterschiedlichen Befundern beurteilt werden. Des weiteren
      wurde auch die Korrelation zwischen den beiden MRSequenzen
      (MIP, TWIST) für jeden Auswerter bestimmt. Letztlich wurde
      auch die Qualität des vorliegenden Bildmaterials mit erfasst
      und ausgewertet. In der vorliegenden retrospektiven Studie
      wurden in einem Zeitraum von 17 Monaten 100 Patienten
      evaluiert. Diese Patienten hatten einen 60 %igen Männeranteil
      und einen 40 %igen Frauenanteil. Das durchschnittliche Alter
      zum MRAUntersuchungszeitpunkt betrug 72,2 Jahre. Bei der
      Stenoseauswertung zeigte sich in der DSA bei ca. 65 % eine
      klinisch relevante und damit &gt; 51 %ige Stenose. Im
      Gegensatz dazu lag der Anteil an gesunden Gefäßen bei ca. 30
      % und der der klinisch nicht relevanten (&lt; 50 %igen)
      Stenosen bei ca. 5 %. Bei der Auswertung der Bildqualität
      fiel auf, dass vor allem beim Bildmaterial der MIP im
      Gegensatz zur DSA und TWIST eher schlechtere Qualitäten
      vergeben wurden. Betrachtet man die Ergebnisse der
      statistischen Analyse, zeigten sich bei der MIP des
      Rohdatensatzes deutlich schlechtere Ergebnisse als bei der
      zeitlich hoch aufgelösten TWIST. Bei der MIP lag die
      durchschnittliche Sensitivität bei 62,5 % und die Spezifität
      bei 48 %. Bei der TWIST betrug die durchschnittliche
      Sensitivität 82 % und die Spezifität 59,5 %. Im
      Auswertervergleich war auffällig, dass der Befunder mit einer
      geringeren Auswerteerfahrung dabei schlechtere MIP-Ergebnisse
      erhoben hat, als derjenige mit einer zeitlich längeren
      Erfahrung. Um zu überprüfen, inwieweit die Bildqualität
      Auswirkungen auf die statistischen Zahlen hat, wurden die
      Daten erneut überarbeitet. Es wurden nur noch Fälle mit
      eingeschlossen und erneut statistisch ausgewertet, bei denen
      eine „sehr gute“ oder „gute“ Bildqualität vorlag. Hierbei
      zeigte sich bei allen Ergebnissen eine deutliche Verbesserung
      der Maßzahlen. So stieg die durchschnittliche Sensitivität
      der MIP auf 84,5 % und die der TWIST auf 91 %. Die
      durchschnittliche Spezifität bei MIP und TWIST betrug nach
      qualitativer Wichtung jeweils 71,5 %. Der
      MRA-Interobserververgleich zeigt bei der MIP des
      Rohdatensatzes eine deutliche (ĸ = 0,49) und bei der TWIST
      eine starke Übereinstimmung (ĸ = 0,65). Nach qualitativer
      Wichtung verbesserte sich auch das Übereinstimmungsmaß. Bei
      der MIP lag nun eine starke (ĸ = 0,78) und bei der TWIST eine
      fast vollständige Übereinstimmung (ĸ = 0,81) vor. Auf Grund
      der vor allem nach qualitativer Wichtung guten
      Übereinstimmungsmaße, kann bei der zeitlich hoch aufgelösten
      Sequenz noch mehr als beim normalen Rohdatensatz der 3D
      CE-MRA von einer untersucherunabhängigen Methode ausgegangen
      werden. Der MRA-Intraobserververgleich zeigte bei den in der
      DSA klinisch relevant erkrankten Fällen mit einem p-Wert &lt;
      0,05 bei beiden Auswertern eine signifikant bessere Bewertung
      der TWIST im Gegensatz zur MIP des Rohdatensatzes. Bei den in
      der DSA Gesunden, zeigte sich bei keinem Auswerter ein
      signifikanter Bewertungsunterschied der Sequenzen. Nach
      qualitativer Wichtung ergaben sich sowohl bei den Gesunden
      als auch bei den Erkrankten keine signifikanten
      Bewertungsunterschiede zwischen den MRSequenzen.
      Zusammenfassend stellte sich in Anbetracht der Ergebnisse
      dieser Arbeit, die in der Diagnostik und Therapieplanung
      mittlerweile routinemäßig genutzte 3D CE-MRA als mögliche
      Alternative zur DSA dar. Wobei die zusätzliche Akquirierung
      von zeitlich hoch aufgelösten TWIST-Sequenzen besonders
      aussagekräftiges Bildmaterial lieferte. Liegt allerdings ein
      qualitativ hochwertiges Bildmaterial vor, sind auch räumlich
      hoch aufgelöste MIP-Rekonstruktionen zur Befundung
      ausreichend. Da in der klinischen Routine ein qualitativ
      gemischtes Bildmaterial vorliegt, empfiehlt sich nach diesen
      Ergebnissen, ein zweistufiges Aufnahmeverfahren. Zunächst
      sollte eine 3D CE-MRA der kompletten unteren Extremität
      angefertigt werden. Im Anschluss muss eine sofortige Analyse
      der Bildqualität der Unterschenkelregion erfolgen. Liegt eine
      nicht ausreichende Qualität vor, sollte eine zusätzliche
      zeitlich hoch aufgelöste TWIST-Sequenz akquiriert
      werden.