Introduction: In the SENSCIS trial with SSc-ILD, nintedanib (NIN) reduced the rate of decline in FVC (mL/year) over 52 weeks by 44% vs. placebo. The effects of NIN on markers of lung damage on HRCT were assessed in a sub-study.

transaminase levels have been reported.It is recommended that ALT, AST and bilirubin are monitored every three months for the first year of treatment and annually thereafter.Our aim was to determine if patients taking Orkambi experienced a rise in their liver enzymes during treatment.Methods: This study was conducted at the UHL Paediatric CF unit.All 39 homozygous F508del patients on Orkambi were included.Lab results were collected for the following variables for each patient: AST, ALT, ALP, GGT and bilirubin at set time intervals Pre-Orkambi, and three, six, nine and 12 months on treatment.The Pre-Orkambi levels were compared with the three month levels.Results: We determined that overall patients on Orkambi did not have a rise in liver enzymes.Unexpectedly, patients had a statistically significant decrease in their ALT ( p-value 0.016), ALP ( p-value 0.001), GGT ( p-value 0.002) and Bilirubin ( p-value 0.002) levels.AST levels saw no significant change ( p-value 0.76).Conclusion: Our study demonstrated that patients taking Orkambi do not experience a rise in liver tests, in fact, unexpectedly, the values decrease.

Purpose A segmented inversion‐recovery module combined with the 2D ultrashort echo time radial technique is proposed that allows accurate pixel level T 1 mapping of mouse lung in vivo. Methods Numerical simulations were performed to estimate T 1 measurement accuracy and precision versus flip angle and signal‐to‐noise ratio. Phantom measurements were used for protocol validation, where the segmented inversion‐recovery ultrashort echo‐time sequence was compared with the reference technique (inversion‐recovery rapid acquisition with refocused echoes). The in vivo experiments were carried out on free‐breathing C57 mice ( n = 10), breathing first air and then oxygen. Results The simulations demonstrated the high potential of the technique for accurate and precise T 1 assessment. Phantom experiments showed good agreement for T 1 values measured with segmented inversion‐recovery ultrashort echo‐time and the reference technique. The in vivo experiment demonstrated the utility of the technique in oxygen‐enhanced assessment, where small T 1 changes were detected with high precision. Conclusion Segmented inversion‐recovery ultrashort echo‐time provides accurate, high resolution T 1 mapping of the lung parenchyma. Magn Reson Med 71:2180–2185, 2014. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.

Tissue microcirculation can be quantified by a deconvolution analysis of concentration-time curves measured by dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging. However, deconvolution is an ill-posed problem, which requires regularization of the solutions. In this work, four algebraic deconvolution/regularization methods were evaluated: truncated singular value decomposition and generalized Tikhonov regularization (GTR) in combination with the L-curve criterion, a modified LCC (GTR-MLCC), and a response function model that takes a-priori knowledge into account. To this end, dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging data sets were simulated by an established physiologically reference model for different signal-to-noise ratios and measured on a 1.5-T system in the lung of 10 healthy volunteers and 20 patients. Analysis of both the simulated and measured dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging datasets revealed that GTR in combination with the L-curve criterion does not yield reliable and clinically useful results. The three other deconvolution/regularization algorithms resulted in almost identical microcirculatory parameter estimates for signal-to-noise ratios > 10. At low signal-to-noise ratios levels (<10) typically occurring in pathological lung regions, GTR in combination with a modified L-curve criterion approximates the true response function much more accurately than truncated singular value decomposition and GTR in combination with response function model with a difference in accuracy of up to 76%. In conclusion, GTR in combination with a modified L-curve criterion is recommended for the deconvolution of dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging curves measured in the lung parenchyma of patients with highly heterogeneous signal-to-noise ratios.

Purpose: Assessment of lung cancer perfusion is impaired by respiratory motion. Imaging times for contrast agent wash-out studies often exceed breath hold capabilities, and respiration triggering reduces temporal resolution. Temporally resolved volume acquisition of entire tumors is required to assess heterogeneity. Therefore, we developed and evaluated an MR measurement technique that exceeds a single breath hold, and provides a variable temporal resolution during acquisition while suspending breath-dependent motion.Materials and Methods: 20 patients with suspected lung cancer were subjected to perfusion studies using a spoiled 3D gradient echo sequence after bolus injection of 0.07 mmol/kg body weight of Gd-DTPA. 10 acquisitions in expiratory breath hold were followed by 50 navigator-triggered acquisitions under free breathing. Post-processing allowed for co-registration of the 3D data sets. An ROI-based visualization of the signal-time curves was performed.Results: In all cases motion-suspended, time-resolved volume data sets (40 x 33 x 10 cm(3), voxel size: 2.1 x 2.1 x 5.0 mm(3)) were generated with a variable, initially high temporal resolution (2.25 sec) that was synchronized with the breath pattern and covered up to 81/2 min, In 7/20 cases a remaining offset could be reduced by rigid co-registration. The tumors showed fast wash-in, followed by rapid signal decay (8/20) or a plateau.Conclusion: The feasibility of a perfusion study with hybrid breath hold and navigator-triggered time-resolved 3D MRI which combines high initial temporal resolution during breath hold with a long wash-out period under free breathing was demonstrated.

Einleitung: Die Lungenperfusion ist wichtige Voraussetzung für Gasaustausch und –transport und somit für die Lungenfunktion. Aufgrund hypoxischer Vasokonstriktion, oft infolge einer gestörten regionalen Ventilation, kann die Lungenperfusion gestört sein. Die kontrastmittelgestützte 4D MR-Perfusion wurde in letzter Zeit zur Beurteilung der Lungenperfusion eingesetzt, wobei zu klinischen Zwecken lediglich Subtraktionsbilder herangezogen wurden, die die zeitliche Information nicht berücksichtigen.

Ziele: Die Lungenperfusion ist bei CF-Patienten aufgrund hypoxischer Vasokonstriktion, verursacht durch eine gestörte regionale Ventilation häufig verändert. Kürzlich wurden zur Analyse dieser Perfusionsveränderungen zeitaufgelöste dreidimensionale kontrastmittelverstärkte MR-Perfusionsmessungen vorgestellt. Zur klinischen Beurteilung der Perfusionsdaten werden Subtraktionsbilder generiert. Diese enthalten jedoch keine zeitliche Information mehr. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine einfache Analyse für die MR-Perfusion mit einer Klassifizierung der Perfusionsveränderungen vorzustellen. Methode: Bei 5 CF-Patienten wurden pulmonale Perfusionsmessungen an einem 1,5T MRT durchgeführt. Hierfür wurde eine zeitaufgelöste 3D-GRE Pulssequenz (FLASH, TE/TR/α: 0,8/1,9msec/40°), parallele Bildgebung (GRAPPA, PAT Faktor 2) verwendet. 25 Datensätze wurden nach einer iv-Injektion von 0,1 mmol/kg KG Gadolinium-DTPA bei einer Injektionsgeschwindigkeit von 3–5ml/s aufgenommen. Pro Pixel wurden 3 Parameter berechnet: 1) Signalmaximum normalisiert auf die arterielle Eingangsfunktion (Sn,max) zur Detektion reduzierter Perfusion. 2) Die Zeit zwischen arteriellem und parenchymalen Signalmaximum (τ) zur Visualisierung von Regionen mit verzögerter Perfusion. 3) Das Verhältnis von Sn,max/τ wurde zur Visualisierung der reduzierten sowie verzögerten Perfusion in einer Parameterkarte bestimmt. Ergebnis: Es wurden 5 verschiedene Perfusionstypen gefunden: 1. Normale Perfusion 2. Verzögerte, nicht reduzierte Perfusion 3. Reduzierte, nicht verzögerte Perfusion 4. Reduzierte und verzögerte Perfusion. 5. Keine Perfusion. Die Typen 2 und 4 können nicht durch Subtraktionskarten visualisiert werden, da sie die Berücksichtigung der Zeitkomponente benötigen. Schlussfolgerung: Die vorgestellt Analysestrategie erlaubt eine einfache Visualisierung und Klassifikation der kontrastmittelverstärkten pulmonalen MR-Perfusion unter Berücksichtigung der zeitlichen Information.

Materials and Methods Six healthy volunteers underwent DCE-MRI of the lung at 1.5-T (Magnetom Avanto, Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany) using a time-resolved T1-weighted 3D-FLASH sequence (GRAPPA with external reference scan, TR=1.45ms, TE=0.5ms, temporal resolution=1,3 s, voxel size= 3.5x3.5x 5mm). 30 datasets were acquired in a single inspiratory breathhold after administration of 5ml contrast agent bolus (Gadovist) using an injection rate of 2ml/s. Pulmonary blood flow (PBF) was analyzed in 4 central partitions of the 3D data set. For each pixel in these four partitions, two values for the pulmonary blood flow were obtained by fitting a one-compartment model to the signal enhancement (S-S0) time curves of the DCE-MRI and by Tikhonov-regularized deconvolution [2]; the arterial input function (AIF) was measured in the central pulmonary artery. To compare the deconvolution analysis with the compartment analysis, only voxels in the lung tissue were considered by exluding voxels with a high blood flow by using a threshold value (details are described in Figure 3). Histograms of the PBF of the remaining pixels were computed; the median and inter-quartile range were calculated.

Ziele: Die morphologische MR-Bildgebung gewinnt zunehmende Bedeutung für das Staging des Lungenkarzinoms. Untersucht wurde, welchen Beitrag die Langzeituntersuchung der Organ- und Tumorperfusion mit dynamischen Sequenzen und Bewegungsadaptation zur Dignitätsbewertung solider pulmonaler Läsionen leisten kann. Methode: 87 Patienten mit der Verdachtsdiagnose Lungenkarzinom (Entlassungsdiagnosen: 45 nichtkleinzellige (34/45 Adeno-) Ca, 11 kleinzellige Ca, 14 andere Malignome, 17 benigne Läsionen (9 entzündlich)) erhielten vor Therapiebeginn eine kontrastmittelverstärkte Perfusions-MRT mit einer partiell navigatorgetriggerten 3D-GRE Sequenz (TR/TE/FA: 2,32ms/0,76ms/15°). 10 Akquisitionen wurden während 28s Atemanhalt in Exspiration durchgeführt, anschließend erfolgten 50 navigatorgetriggerte Akquisitionen in freier Atmung. Die ROI-basierte Auswertung erfolgte durch zwei Radiologen im Konsens. Neben der rein visuellen, qualitativen Beschreibung der Kurvendynamik wurden mit einer selbstentwickelten Software die Bolus-Ankunftszeit (BAT), die maximale Signalintensität (MPI), die Zeit bis zum Maximum (TTP), die maximale Steigung und weitere Parameter berechnet. Ergebnis: Mit der hybriden, teilweise navigatorgetriggerten MR-Sequenz wurde eine Erfassung des Signalverlaufs über 4 Minuten trotz fortgesetzter Atmung erreicht. Alle malignen Befunde zeigten ein deutliches Enhancement. In 62% der malignen Befunde (44% der Benignen) fand sich ein schneller Signalanstieg und schneller Wash-out. In 26% der Malignome (44% der Benignen) blieb nach Signalanhebung ein Wash-out aus. In 5% der Malignome (6% der Benignen) fand sich nach raschem Signalanstieg ein langsames Wash-out. Bei den verbliebenen 6% (6% der Benignen) kam es zu einem langsamen Wash-in und -out. In 2 Fällen war die Messung aufgrund der zentralen Nekrose und der nur dünnen Lamelle (<2mm) vitalen Gewebes nicht aussagekräftig. Somit gab die visuelle Analyse der Zeit-Signal-Kurve Hinweise auf die Dignität der Läsion. Leider bietet die Berechnung der einzelnen Kurvenparameter keine wesentlichen Zusatzinformationen. Schlussfolgerung: Die hybrid atmungsadaptierte 3D-GRE Sequenz erlaubt die Untersuchung der Langzeitdynamik über eine Atemanhaltephase hinaus. Wash-in und Wash-out werden auch während fortgesetzter Atmung erfasst. Unsere ersten Ergebnisse zeigen einen begrenzten Informationsgewinn, auch wenn die Perfusionsmessung allein keine abschließende Dignitätsbewertung erlaubt.

Ziele: Vergleich der pulmonalen Transitzeit eines Kontrastmittelbolus bei Gesunden und Patienten mit verschiedenen Lungenerkrankungen. Methode: Retrospektive Analyse von 212 zeitaufgelösten thorakalen MRA Datensätzen. Alle Untersuchungen erfolgten an einem 1,5T MRT mit einem identischen MRA Protokoll mit paralleler Bildgebung: Flash 3D, Grappa, PAT: 2, TE~0,8ms, TR~1,9ms, FA: 40°, mittlere Voxelgröße: ~3,5×2x4,0mm3). Die zeitliche Auflösung betrug bei allen Untersuchungen 1,5s. Für alle Untersuchungen wurde das gleiche Injektionsprotokoll verwendet (0,1mmol/kg b.w. Gd-DTPA mit 5ml/s, 20ml NaCl Spülbolus mit 5ml/s). Zusätzlich zu Gesunden (n=24, mittleres Alter: 25 Jahre)wurden Patienten mit pulmonaler Hypertonie (PH, n=91, 57 Jahre), chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD, n=41, 60 years), Mukoviszidose (CF, n=30, 24 Jahre) und akuter Lungenembolie (LE, n=26; 54 Jahre) in die Studie eingeschlossen. Die pulmonale Transitzeit wurde auf 2 Arten berechnet: (A) das Zeitintervall zwischen dem initialen Signalanstieg im Trunkus pulmonalis und linken Vorhof (TBasis) und (B) das Zeitintervall zwischen dem Signalmaximum im Trunkus pulmonalis und linken Vorhof (TPeak). Ergebnis: Die pulmonale Transitzeit war signifikant unterschiedlich zwischen Gesunden und Patienten mit PH (TBasis: 3,0s vs. 4,8s; TPeak: 4,5s. vs. 6,4s; p<0,01). Dagegen bestanden keine signifikanten Unterschiede zwischen Gesunden und Patienten mit COPD, CF oder LE. Pulmonale Transitzeiten waren auch significant unterschiedlich zwischen Patienten mit CF und PH (TBasis: 3,2s vs. 4,8s; TPeak: 4,8s. vs. 6,4s; p<0,01) und Patienten mit COPD und PH (TBasis: 3,6s vs. 4,8s; p<0,05). Schlussfolgerung: Die zeitaufgelöste thorakale MRA erlaubt neben der morphologischen Beurteilung der Lungengefäße auch eine funktionelle Beurteilung der pulmonalen Hämodynamik. Die pulmonale Transitzeit scheint ein potentiell nützlicher funktioneller Parameter zur Beurteilung der pulmonalen Hämodynamik bei der pulmonalen Hypertension zu sein.

C. Hintze, A. Dimitrakopoulou-Strauss, L. G. Strauss, F. Risse, C. Thieke, J. Dinkel, N. Qureshi, R. Eberhardt, M. Klopp, C. P. Heußel, and J. Biederer Radiology, German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany, Clinical Cooperation Unit Nuclear Medicine, German Cancer Research Center, Germany, Department of Medical Physics in Radiology, German Cancer Research Center, Germany, Clinical Cooperation Unit Radiation Oncology, German Cancer Research Center, Germany, Pneumology, Thoraxklinik, Heidelberg, Germany, Surgery, Thoraxklinik, Heidelberg, Germany, Radiology, Thoraxklinik, Heidelberg, Germany

Recently it has been shown that regional lung perfusion can be assessed using time-resolved contrast-enhanced magnetic resonance (MR) imaging. Quantification of the perfusion images has been attempted, based on definition of small regions of interest (ROIs). Use of complete lung segmentations instead of ROIs could possibly increase quantification accuracy. Due to the low signal-to-noise ratio, automatic segmentation algorithms cannot be applied. On the other hand, manual segmentation of the lung tissue is very time consuming and can become inaccurate, as the borders of the lung to adjacent tissues are not always clearly visible. We propose a new workflow for semi-automatic segmentation of the lung from additionally acquired morphological HASTE MR images. First the lung is delineated semi-automatically in the HASTE image. Next the HASTE image is automatically registered with the perfusion images. Finally, the transformation resulting from the registration is used to align the lung segmentation from the morphological dataset with the perfusion images. We evaluated rigid, affine and locally elastic transformations, suitable optimizers and different implementations of mutual information (MI) metrics to determine the best possible registration algorithm. We located the shortcomings of the registration procedure and under which conditions automatic registration will succeed or fail. Segmentation results were evaluated using overlap and distance measures. Integration of the new workflow reduces the time needed for post-processing of the data, simplifies the perfusion quantification and reduces interobserver variability in the segmentation process. In addition, the matched morphological data set can be used to identify morphologic changes as the source for the perfusion abnormalities.

Ziele: Ein linearer Zusammenhang zwischen MR-Signal und Kontrastmittelkonzentration (KK) ist bei quantitativen kontrastverstärkten MR-Perfusionsstudien der Lunge entscheidend.

Ziele: Evaluation der Korrelation der quantitativen Perfusions-MRT der Lunge mit hämodynamischen Parametern des Rechtsherzkatheters bei Patienten mit pulmonaler Hypertonie (PH). Methode: 20 Patienten (medianes Alter: 62 Jahre) mit idiopathischer PH (n=12) oder chronisch thromboembolischer PH (n=8) wurden mit der kontrastverstärkten 3D Perfusions MRT der Lunge (FLASH, GRAPPA, PAT=2, zeitliche Auflösung: 1.5s) untersucht. Auf Basis der Indikator-Verdünnungs-Theorie und der Singulärwertzerlegung wurde der pulmonale Blutfluss (PBF), das pulmonale Blutvolumen (PBV) und die mittlere Transitzeit (MTT) bestimmt. Zusätzlich wurde der normierte Signalintensitätsanstieg der Lunge (DSI) und die Zeit bis zum Signalmaximum (time-to-peak (TTP)) aus den Signalintensitäts-Zeit-Kurven extrahiert. Alle Parameter wurden mit hämodynamischen Parametern aus Rechtsherzkathetermessungen (mittlerer Pulmonalarteriendruck (PAP), pulmonaler Gefäßwiderstand (PVR) und Herzzeitvolumen (HZV)) korreliert. Ergebnis: Es bestand nur eine geringe bzw. keine Korrelation zwischen den mittels MRT bestimmten Perfusionsparametern und den hämodynamischen Parametern des Rechtsherzkatheters. Für PAP bestand die beste Korrelation mit der TTP (r=0,52), dem PBF (r=-0,48) und der MTT (r=0,43). Die PVR zeigte die beste Korrelation mit dem PBF (r=-0,54), der MTT (r=0,49) und TTP (r=0,48). Das HZV korrelierte noch am besten mit der TTP (r=-0,41), PBF (r=0,37) und PBV (r=0,29). Schlussfolgerung: Die quantitative Perfusions-MRT der Lunge zeigt nur eine geringe Korrelation mit hämodynamischen Parametern des Rechtsherzkatheters. Potentielle Erklärungen sind, dass die regionale Perfusion nicht ausschließlich von der Rechtsherzfunktion bestimmt wird, und dass methodische Limitationen der verwendeten Technik der Perfusions-MRT (Linearität, Abhängigkeit der Atemlage, etc.) fehlerhafte Perfusionswerte liefern.

Ziele: Evaluation der Navigator- und EKG-getriggerten sauerstoffverstärkten MRT der Lunge bei Patienten mit interstitieller Lungenerkrankung. Methode: 12 gesunde Probanden (Alter: 20–32 Jahre) und 10 Patienten (Alter: 37–87 Jahre) mit interstitieller Lungenerkrankung wurden mit einer Navigator- und EKG-getriggerten sauerstoffverstärkten MRT der Lunge (IR-HASTE, TE=12ms, TI=1200ms) untersucht. Bei allen Individuen erfolgte zur Korrelation eine konventionelle Lungenfunktionsdiagnostik (u.a. FEV1, Diffusionskapazität). Bei Patienten wurden zusätzlich eine arterielle Blutgasanalyse durchgeführt. Mittels Korrelationsanalyse wurde die prozentuale Aktivierung des Lungenparenchyms (% aktivierte Pixel, AP) durch die Sauerstoffinhalation berechnet und für beide Kollektive verglichen. Es erfolgte eine Korrelation der AP mit den Parametern der Lungenfunktionsdiagnostik. Ergebnis: Die Doppeltriggerung erlaubte die Akquisition von artefaktarmen sauerstoffverstärkten MRT Datensätzen. Die AP der Patienten war signifikant niedriger als die der Probanden (36,7±16,6 vs. 81,7±7,1, p=0,001). Die AP korrelierte signifikant mit der Diffusionskapazität (r=0,64; p=0,002), dem Transferkoeffizienten (r=0,75; p<0,001), dem arteriellen pO2 (r=0,77; p<0,001) sowie der arteriellen Sauerstoffsättigung (r=0,70, p<0,001). Schlussfolgerung: Die Navigator- und EKG-getriggerte sauerstoffverstärkte MRT der Lunge ist eine vielversprechende bildgebende Methode zur funktionellen Diagnostik bei Patienten mit interstitieller Lungenerkrankung.