Diffusions-gewichtete Bildgebung zur Evaluation Glucocorticoid-induzierter Veränderungen in fetalen Lungen

Abstract

Das Ziel unserer MRT-Studie war, die GC-induzierten Veränderungen der Diffusionsleistung fetaler Lungen mittels DWI in Schafsfeten zu evaluieren. Zur Durchführung des Tierversuchs wurde bei der lokalen Ethikkommission eine Genehmigung eingeholt. Elf trächtige Schafe mit Einlings-Schwangerschaften wurden mittels DWI an einem 1,5 Tesla Magnetresonanztomographen (Achieva®, Philips Medical Systems, Eindhoven, Niederlande) untersucht. Vier Tiere erhielten GC-Injektionen (2 x 6 mg Dexamethason) 24 und 12 h vor einer Baseline-MRT-Untersuchung. Sieben Tiere wurden einer Kontrollgruppe zugeordnet. Aus den DWI-Sequenzen wurden ADC-Werte für die oberen, mittleren und unteren Lungenanteile durch zwei unabhängige Beobachter ermittelt. Anhand des Pearson Tests wurde zur Korrelation der ADC-Werte mit dem GA angewandt. Ein t-Test wurde ausgeführt, um Unterschiede in den ADC-Werten der Baseline- und Follow-Up-MRT-Untersuchungen innerhalb der beiden Gruppen, sowie zwischen den GC- und Kontrolltieren, zu vergleichen. Die Interrater-Reliabilität wurde berechnet. In der GC-Gruppe nahmen die ADC-Werte um circa 10% zwischen der Baseline- und der Follow-Up-MRT-Untersuchung zu (mittlere Lungenanteile: 0,339 ± 0,257 s mm-2; p = 0.039). Vergleicht man die beiden Untersuchungsgruppen divergierten die ADC-Werte nicht zum Zeitpunkt der Baseline-MRT-Untersuchungen; wohingegen die ADC-Werte aus den Follow-Up-MRT-Untersuchungen in der GC-Gruppe signifikant höher waren (mittlere Lungenanteile: 3,454 ± 0,204 s mm-2 versus 3,077 ± 0,287 s mm-2; p = 0,024). Die ADC-Werte der fetalen Lungen korrelierten nicht mit dem GA (p = 0,970). Dies erlaubt es auszuschließen, dass die detektierten Veränderungen der ADC-Werte nach GC-Gabe Ausdruck der natürlichen Lungenreifung sind. Die Interrater-Reliabilität war sehr hoch (Pearson Korrelationskoeffizient: 0,970, p = 0,000). In unserem Versuchsmodell können mittels DWI GC-induzierte Veränderungen der Diffusionseigenschaften fetaler Lungen erfasst werden. Eine Zunahme der ADC-Werte kann fünf Tage nach der Applikation von GC gemessen werden.

The purpose of our magnetic resonance imaging (MRI) study was to assess changes of diffusion properties in the fetal lung after corticosteroid administration with DWI in fetal sheep. Animal care committee approval was obtained for this study. DWI was performed on eleven pregnant sheep with singleton pregnancies on a 1.5 tesla MRI scanner (Achieva®, Philips Medical Systems, Eindhoven, Niederlande). Four animals received corticosteroid injections (2 x 6 mg dexamethasone) 24 and 12 hours prior to a baseline scan. Seven animals served as controls. ADC was measured on DWI in the upper, medial and inferior fetal lung lobes by two independent readers. The Pearson test was used to correlate ADC and gestational age. A t-test was performed to compare differences in ADC values at baseline and follow up scan within and between groups. Inter-rater reliability was calculated. In the corticosteroid group, ADC values increased about 10% between the baseline and follow up scan (medial lung: 0,339 ± 0,257 s mm-2; p = 0,039). Comparing the corticosteroid and control group, ADC values did not differ between baseline scans; whereas in the follow up scan, ADC values were significantly higher in the corticosteroid group (medial lung: 3,454 ± 0,204 s mm-2 versus 3,077 ± 0,287 s mm-2; p = 0,024). Lung ADC values did not correlate with gestational age (p = 0,970), this finding excludes ADC changes induced by physiological lung maturation. Inter-rater reliability was very high (Pearson correlation coefficient: 0,970, p = 0,000). In this experimental model DWI can detect corticosteroid-induced changes in diffusion properties of the fetal lung. An increase in ADC values can be detected five days after corticosteroid administration.