MRI with MR Angiography in Endovascular Repair of Abdominal Aortic Aneurysms

Abstract

The aim of this study was to evaluate MRI with contrast enhanced MR angiography (MRI/CE MRA) as imaging method before and after endovascular repair of abdominal aortic aneurysms (AAA). A 1.5 T scanner was used for all examinations. In this prospective study 26 consecutive patients were included. Follow-up was performed between February 1995 and May 2002 (median follow-up; 36 months, range 8-84 months). In Paper I, we assessed the value of MRI/CE MRA as follow-up method. MRI/CE MRA provided the relevant information. MRI was the sole method demonstrating intramural thrombus organization and vertebral body infarction. In Paper II, we evaluated MR safety; ferromagnetism and heating of a nitinol stent-graft. Image artefacts were also evaluated on MRI/CE MRA and CT. In addition, an extended MR protocol including velocity mapping was assessed. MRI in a 1.5 T system may be performed safely in patients with the nitinol stent-graft (Vanguard). MRI/CE MRA provided diagnostic image information with only minor metal artefacts. Image evaluation on CT can be disturbed at the graft limb junction and graft bifurcation by the beam hardening artefacts. MR velocity mapping did not provide additional information. In Paper III, we compared measurements for stent-graft planning. MRI/CE MRA was compared with DSA and CT. The MRA post processing techniques MIP and VRT were also compared. The length measurements obtained with MRA-MIP were significantly shorter, but probably more correct, than those obtained with DSA. The diameter measurements obtained with MRI/CE MRA were more variable. Improvements of the MRA technique and a standardized determination of the vessel boundaries are needed for more reliable diameter measurements. In Paper IV, we compared costs of follow-up with MRI/CE MRA with costs of follow-up with CT with DSA, or CTA. The cost analysis included a risk analysis of contrast media induced nephropathy. MRI/CE MRA can be cost-effective for follow-up depending on the risk of contrast media induced nephropathy for CT with DSA, or CTA. In Paper V, we presented mid-term results with the Stentor and Vanguard stent-grafts assessed with MRI/CE MRA. Complications and secondary interventions were common. Long-term follow-up is mandatory.



This study has shown that for MR-compatible stent-grafts, MRI/CE MRA could be the method of choice for follow-up of endovascularly repaired AAA. For patients with pre-existing renal insufficiency MRI/CE MRA should be the method of choice.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Bakgrund: Sedan Wilhelm Conrad Röntgen upptäckte röntgenstrålar 1896 utvecklades den diagnostiska röntgentekniken snabbt. Under första hälften av 1900-talet var användningen av joniserande strålning i form av röntgenstrålar den enda princip med vilken den allt mer tekniskt avancerade röntgendiagnostiken bedrevs. För att åskådliggöra blodkärl använder sig konventionell röntgenteknik av kontrastmedel som injiceras i blodbanan. Dessa kontrastmedel är jodhaltiga, och har nackdelen att de dels kan vara allergiframkallande, dels kan ha en påverkan på njurfunktionen, framför allt hos patienter med redan nedsatt njurfunktion. Användningen av joniserande strålning vid kärlröntgen (Angiografi eller DSA) och skiktröntgen (CT) medför en inte försumbar stråldos till patienter. Det är en allmän målsättning att reducera den medicinska strålningen till patienter när det är möjligt. Vid angiografi sker en kateterinläggning i en pulsåder via ett instick i ljumsken. Denna undersökning är således invasiv och har en viss risk för komplikationer, speciellt hos kärlsjuka patienter.



Magnetisk resonanstomografi: Magnetisk resonanstomografi (MR), ofta benämnd magnetkamera, är en metod som används för att visualisera kroppens anatomi och funktion. MR tekniken började användas för kliniskt bruk under början av 1980-talet. MR utnyttjar inte joniserande strålning utan bygger istället på att vissa atomer har ett magnetiskt moment, som gör att de orienterar sig på ett visst sätt i ett yttre pålagt magnetfält. Väteatomerna, som är en av byggstenarna i vatten, har en kärna (protonen) som är speciellt lämpad att studera med denna metod. När kroppens vävnad utsätts för ett externt statiskt magnetfält orienterar sig de enskilda vätekärnorna parallellt med det externa magnetfältet. Med hjälp av en för vätekärnan speciellt anpassad radiovåg utsänd av en så kallad sändarspole i magnetkameran, kan väteprotonernas exciteras vilket makroskopiskt sett kan uppfattas som att deras orientering tippas till ett plan vinkelrätt mot det externa magnetfältet. Då radiovågen upphör återgår väteprotonerna till att vara riktade parallellt med det externa magnetfältet och en liten mängd energi avges, vilken kan detekteras som en signal genom induktion i en mottagarspole. Beroende på antalet väteatomer som finns i de olika vävnaderna i kroppen, så kommer denna signal att bli vävnadsspecifik. Den detekterade signalen kan sedan rekonstrueras till två- eller tredimensionella bilder som återger vävnadernas anatomi. Vid blodkärlundersökning med MR-teknik kan kontrast förstärkt MR-angiografi (CE MRA) användas. Vid CE MRA ökas kontrasten från blodet med hjälp av det paramagnetiska grundämnet gadolinium. Det gadoliniumbaserade kontrastmedlet, som injiceras i en ven i armen, är oskadligt för njurarna och är heller inte allergiframkallande. Vid CE MRA detekteras signalerna från blodet tredimensionellt (3D) och kan sedan rekonstrueras till 3D bilder. Med MR-teknik kan information även erhållas om vävnaders funktion, till exempel för kvantitativ blodflödesmätning.



Pulsåderbråck: Via stora kroppspulsådern (aorta) distribueras blodet från hjärtat till kroppens alla organ. Den delen av aorta som passerar genom buken kallas bukaorta. Väggen på bukaorta kan försvagas och kärlet kan utvidga sig i ett pulsåderbråck (aneurysm). Faktorer som ökar risken för bukaortaaneurysm är bland annat ålder, högt blodtryck och vissa ärftliga sjukdomar som försämrar aortaväggens hållfasthet, men bakgrunden är i allmänhet komplex. Aneurysmets utvidgning fortskrider i allmänhet utan att patienten märker det och utgör en med tiden stor risk för patienten. Om aneurysmet brister avlider cirka 80 % av patienterna av den resulterande inre blödningen. Bukaortaaneurysm utvecklas hos drygt 4 % av män som är äldre än 65 år, och knappt hälften så många kvinnor i samma ålder. I yngre åldrar är sjukdomen ovanlig. Även om befolkningens stigande ålder beaktas, sker en ökning av antalet bukaortaaneurysm. Hos de flesta patienter upptäcks bukaortaaneurysmet av en slump. På 50-talet lärde man sig att operera aortaaneurysm. Den sjukligt utvidgande delen av aorta ersätts av ett konstgjort kärl (graft). Behandlingsresultaten är goda, men ingreppet är påfrestande för patienten med lång konvalescens som följd. Många äldre patienter är allt för svaga för att kunna opereras.



Endovaskulär behandling: I början av 90-talet började aortaaneurysm behandlas med endovaskulär teknik. I stället för att öppna buken och sy fast graftet, förs ett så kallat stent-graft in i aneurysmet via ett kärl i ljumsken. Inför en endovaskulär behandling måste aneurysmets utseende noggrant kartläggas för att rätt val av stent-graft skall kunna göras. Stent-graftet expanderas på plats i aneurysmet och pressas fast mot kärlväggens insida där kärlet ännu inte vidgat sig, det vill säga ovanför och nedanför aneurysmet. Ingreppet kan utföras i lokalbedövning och patienterna stiger upp påföljande dag. Intensivvård behövs sällan. I motsats till behandling av bukaortaaneurysm med öppen kirurgi, måste det inlagda stent-graftet följas under lång tid, sannolikt livslångt. Eftersom de flesta av dessa patienter är äldre och inte sällan även har andra sjukdomar, löper de en ökad risk för att utveckla njurpåverkan av de kontrastmedel som används vid CT och DSA. Med CT och DSA utsätts dessutom patienterna för strålning.



Syfte och resultat: Syftet med denna avhandling var att utvärdera MR med CE MRA som undersökningsmetod före och efter endovaskulär behandling av bukaortaaneurysm. I avhandlingen ingår fem delarbeten.



Delarbete I: Patienter, som behandlats för bukaortaaneurysm med den relativt nya tekniken endovaskulär inläggning av stent-graft behöver följas radiologiskt under många år. I detta delarbete visar vi att MR med CE MRA är mer skonsam för patienten än andra radiologiska metoder, och kan användas för uppföljning. Det är så vitt vi känner till det första publicerade arbete, som visar att MR med CE MRA kan göras på patienter med aorta stent-graft och att MR ger viktig information om behandlingsresultatet.



Delarbete II: Denna tekniska studie visar att MR-undersökning av en typ av bukaorta stent-graft (Vanguard) är säker utan ferromagnetisk påverkan och utan uppvärmning. Stent-graftet ger små metallartefakter, som dock inte stör bildanalysen. Dessutom kan kvantitativ flödesmätning utföras på patienter med aorta stent-graft.



Delarbete III: MR med CE MRA jämförs med CT och DSA för mätning av aorta och aneurysmet inför behandling med stent-graft. Studien visar att MR-måtten sannolikt är bättre för längdangivelse, men förbättrad MR teknik krävs för pålitliga diametermått.



Delarbete IV: Kostnaden för radiologisk uppföljning av patienter behandlade med bukaorta stent-graft analyseras. MR med CE MRA är mer kostnadseffektivt än CT med DSA, eller CT-angiografi, om man tar hänsyn till risk för njurpåverkan orsakad av det jodhaltiga kontrastmedel som används vid de sistnämnda undersökningarna.



Delarbete V: Resultaten av en längre tids (8-84 månader) uppföljning med MR med CE MRA av patienter behandlade med två olika typer av bukaorta stent-graft (Stentor och Vanguard) redovisas. Komplikationer och behov av ytterligare behandling visade sig vara vanliga. Studien visar att dessa patienter måste följas under lång tid, sannolikt livslångt, efter endovaskulär behandling.



Sammanfattningsvis visar avhandlingen att MR med CE MRA kan vara den bästa uppföljningsmetoden för patienter behandlade med endovaskulär teknik för bukaortaaneurysm. MR med CE MRA bör vara uppföljningsmetoden för patienter med nedsatt njurfunktion.

• author: Engellau, Lena
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Professor Ahlström, Håkan, Röntgendivisionen, Akademiska Sjukhuset Uppsala, Sweden
• organization: Radiology Diagnostics, Malmö (research group)
• publishing date: 2002
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Radiology, Nuclear Medicine and Medical Imaging
• keywords: medical instrumentation, Klinisk fysiologi, radiologi, tomografi, medicinsk instrumentering, tomography, radiology, Clinical physics, Contrast media complications, Cost analysis, MR velocity mapping, Artefacts, MR imaging safety, MR angiography, MR imaging, Endovascular repair, Stent-graft, aortic, Aneurysm
• pages: 88 pages
• defense location: Segerfalksalen, BMC, Sölvegatan 17, Universitetssjukhuset i Lund, Sweden
• defense date: 2002-11-21 13:00:00
• ISBN: 91-628-5450-X
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Article: I Engellau L, Larsson E-M, Albrechtsson U, Jonung T, Ribbe E, Thörne J, Zdanowski Z and Norgren L.Magnetic resonance imaging and MR Angiography of endoluminally treated abdominal aortic aneurysms.Eur J Vasc Endovasc Surg 1998; 15: 212-219. Article: II Engellau L, Olsrud J, Brockstedt S, Albrechtsson U, Norgren L, Ståhlberg F and Larsson E-M.MR evaluation ex vivo and in vivo of a covered stent-graft for abdominalaortic aneurysms: Ferromagnetism, heating, artefacts and velocity mapping.J Magn Reson Imaging 2000; 12: 112-121. Article: III Engellau L, Albrechtsson U, Dahlström N, Norgren L, Persson A and Larsson E-M.Measurements before endovascular repair of abdominal aortic aneurysms: Comparison of magnetic resonance imaging with MR angiography versus angiography and computed tomography.Submitted 2002. Article: IV Engellau L, Albrechtsson U, Höjgård S, Norgren L and Larsson E-M.Costs in follow-up of endovascularly repaired abdominal aortic aneurysms: Magnetic resonance imaging with MR angiography versus EUROSTAR protocols.International Angiology 2002; in press. Article: V Engellau L, Albrechtsson U, Norgren L and Larsson E-M.Mid-term results after endovascular repair of abdominal aortic aneurysms with the Stentor and Vanguard stent-grafts: Follow up with Magnetic resonance imaging with MR angiographySubmitted 2002.
• id: c27f37b8-4db0-489b-8a3c-d487e1f2e529 (old id 465060)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:32:33
• date last changed: 2018-11-21 20:59:21