Thrombus detection with mr venography contrast enhanced by ultrasmall iron
oxide particles in a new endovascular catheter model of experimental
thrombosis in rabbits
Titelblatt, Übersicht und Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Stand der Forschung
Problemstellung
Material und Methodik
Ergebnisse
Diskussion
Anhang
Literaturverzeichnis
DanksagungZiel:
Betreffend der Detektion von Venenthromben sollte die diagnostische
Treffsicherheit konventioneller gegenüber kontrastverstärkter MRV-Techniken im
Tiermodell verglichen werden. Zur Kontrastverstärkung wurde ein neues Blood-
pool-Kontrastmittel mit der Laborbezeichnung DDM43/34/102 aus der Gruppe der
ultrakleinen superparamagnetischen Eisenoxidpartikel (USPIO) verwendet.
Methoden:
Bei 50 Kaninchen wurden durch ein neues katheterinterventionelles Verfahren
venöse Stasethromben induziert. Die Thrombusinduktion in der Konfluenz von
Vena jugularis und Vena facialis erfolgte durch Okkludierung mit Akrylkleber
sowie nachfolgender lokaler Thrombininjektion. Die erfolgreiche
Thrombusformation wurde mit Hilfe eines kombinierten Goldstandards aus
Phlebographie und Histopathologie von zwei Untersuchern im Konsens beurteilt.
In einem 1,5 Tesla-Magneten wurden alle Kaninchen mit einer zweidimensionellen
Time-of-flight-Sequenz (TR/TE/FA/AT 29 ms/9 ms/50o/6 min 57 s), einer
zweidimensionellen (TR/TE/FA/AT 104 ms/14 ms/25o/32 s) und einer
dreidimensionellen Phasenkontrast-Sequenz (TR/TE/FA/AT 104 ms/14 ms/10o/10 min
1s) untersucht. 19 Kaninchen wurden zusätzlich mit zwei kontrastverstärkten
Gradientenecho-Sequenzen untersucht, einer ultraschnellen dreidimensionellen
FISP (TR/TE/FA/AT 5ms/2ms/25o/39 s) und einer schnellen dreidimensionellen
FISP (TR/TE/FA/AT 22 ms/7 ms/40o/3 min 36 s). Das experimentelle
Kontrastmittel DDM43/34/102 (hydrodynamischer Durchmesser 25 nm;
Plasmahalbwertzeit 56±17 min) wurde vor den kontrastverstärkten Messungen in
einer Dosierung von 30 mmol Fe/kg KG verabreicht. Abschließend erfolgte die
unabhängige Befundung von MIP-Rekonstruktionen der MR-Angiographien durch vier
Untersucher. Als Maß der Übereinstimmung zwischen den Befunden des
kombinierten Goldstandards und denen der Untersucher wurde das gewichtete
Kappa berechnet.
Ergebnisse:
In allen 50 Fällen konnte eine Thrombose induziert und mittels
phlebographischer und histologischer Techniken nachgewiesen werden.
Hinsichtlich der diagnostischen Treffsicherheit erbrachte der Vergleich von
kontrastverstärkten und konventionellen Techniken für den Abschnitt der Vena
jugularis keine signifikanten Unterschiede. Für den Abschnitt der Vena
facialis konnten mit Hilfe der kontrastverstärkten 3D-FISP-Sequenz hingegen
signifikant mehr zutreffende Diagnosen gestellt werden.
Schlussfolgerungen:
Mit Hilfe der neuen katheterinterventionellen Technik lassen sich
experimentelle Venenthromben im Tiermodell induzieren. Der Ausschluss sowie
Nachweis von Venenthromben kann gegenüber konventionellen MRV-Techniken durch
den Einsatz der USPIO-verstärkten MRV verbessert werden. Insbesondere in
kleinkalibrigen Gefäßen erweist sich die Kontrastmittelverstärkung als
diagnostisch vorteilhaft. Die Kombination aus First-pass- und Steady-state-
Effekt von Blood-pool-KM wie DDM43/34/102 könnte die Unterscheidungen zwischen
einer Totalokklusion und einer kompletten Blutstase, turbulentem oder
retrogradem Blutfluss erleichtern.Purpose:
Aim of this study was to compare the diagnostic accuracy of contrast enhanced
and conventional MR venography techniques for detecting venous thrombosis in
an animal model. Contrast enhancement was induced by using a new blood pool
contrast agent (code DDM43/34/102) from the group of ultrasmall
superparamagnetic ironoxide particles.
Methods:
Venous stasis thrombosis was induced in 50 rabbits by using a new endovascular
catheter technique. Thrombosis in the confluence of jugular and facial vein
was induced by vessel occlusion with acrylate tissue adhesive and local
application of thrombin subsequently. Presence of thrombosis was confirmed by
a combined reference standard based on fluoroscopical phlebography and
histological examination and was finally assessed by the agreement of two
investigators. All rabbits were examined in a 1.5 Tesla magnet using a two-
dimensional time-of-flight sequence (TR/TE/FA/AT 29 ms/9 ms/50o/6 min 57 s), a
two-dimensional (TR/TE/FA/AT 104 ms/14 ms/25o/32 s) and a three-dimensional
phase contrast sequence (TR/TE/FA/AT 104 ms/14 ms/10o/10 min 1s). 19 rabbits
were additionally examined by using two contrast enhanced gradient-echo
sequences: ultra fast, three-dimensional breath hold FISP sequence
(TR/TE/FA/AT 5ms/2ms/25o/39 s) and fast FISP sequence (TR/TE/FA/AT 22 ms/7
ms/40o/3 min 36 s). First the experimental contrast medium DDM43/34/102
(hydrodynamic diameter, 25 nm; plasma half-life, 56±17 minutes) was
administered at a dose of 30 mmol Fe per kilogram of body weight. Finally, an
independend evaluation of MIP reconstructions was performed by four
investigators. As a measurement of agreement between diagnoses of the
reference standard and investigated MR images the weighted kappa was
calculated.
Results:
In all 50 cases venous thrombosis was successfully induced and finally proven
by phlebographical and histological techniques. With regard to the diagnostic
accuracy there was no significant difference between contrast enhanced and
conventional mr angiography especially concerning the segment of jugular vein.
The use of contrast enhanced threedimensional FISP sequence in the segment of
facial vein in contrast led to significantly more correct diagnoses.
Conclusion:
The new endovascular catheter technique is useful to perform experimental vein
thrombosis in an animal model. USPIO-enhanced MR venography in contrast to
conventional methods is useful to improve exclusion or diagnosis of vein
thrombosis. The contrast enhancement is especially profitable in small calibre
vessels. The combination of first pass and steady state effect of blood pool
agents like DDM43/34/102 may relieve distinction between total occlusion or
stagnant, turbulent and retrograde flow in accessory vessels