Verteilung von Gadolinium-haltigem Kontrastmittel in orbitalen Strukturen bei MRT-Untersuchungen von Kindern mit Retinoblastom
Studien zeigten Signalintensitäts (SI)-Steigerungen in der vorderen Augenkammer (VA) einige Stunden nach Gabe von Gadolinium (Gd)-haltigem Kontrastmittel (GBCA). Daran anknüpfend wurden folgende Fragestellungen formuliert: 1. Kann Gd kurz nach Verabreichung des GBCA auf T1-gewichteten Magnetresonanztomographie (MRT)- Aufnahmen in der VA detektiert werden? 2. Gibt es hierbei Unterschiede zwischen gesunden Augen (gesA) und an Retinoblastom (Rb) erkrankten Augen (erkA) und liegt eine Korrelation mit der Histopathologie des Rbs vor? 3. Führt eine erhöhte Konzentration von GBCA in der VA zu verbesserter Größenreduktion durch Chemotherapie (CTX)? Diese retrospektive Studie schließt 287 Kinder (556 Augen) mit unilateralem oder bilateralem Rb ein, welche am Universitätsklinikum Essen von 2011- 2019 in Intubationsnarkose mit demselben MRT-Scanner, Augenspule und Standarddosis von 0,1ml/kg Körpergewicht des makrozyklischen GBCA Dotarem® untersucht wurden. Die Differenzen der SI-Verhältnisse (ΔSIR) der VA zur Linse je vor und nach GBCAGabe wurden in T1-Wichtung ausgewertet. In der VA gesA zeigte sich 12 Minuten nach GBCA-Gabe ein signifikanter Anstieg der SI (MedianΔSIR_gesund=+0,08 (IQR: 0,05- 0,12); p<0,0001) sowie ein signifikanter SI-Anstieg in der VA erkA (MedianΔSIR_Rb =+0,23 (IQR: 0,1-0,58); p<0,0001). Dieser zeigte bei gesA eine negative Korrelation mit dem Patientenalter (Spearman-Korrelationskoeffizient ϱ=-0.52, p<0.0001) und fiel in erkA signifikant höher aus als in gesA (p<0.0001). Zudem zeigte sich die ΔSIR erkA als unabhängiger, signifikanter prädiktiver Faktor für eine Optikusinfiltration (OI) in einer multivariablen Analyse mit Anpassungen an die Tumorgröße (p<0,05) und stieg bei tieferem Infiltrationsgrad. Die Größenreduktion durch CTX fiel bei Augen mit SI-Anstieg nach GBCA-Gabe um 22,3 % höher aus als bei den Augen ohne Anstieg. Die negative Korrelation von Patientenalter und GBCA-Anreicherung in den gesA kann durch einen Reifungsprozess der Blut-Kammerwasser-Schranke oder des Schlemm-Kanals erklärt werden. Eine Korrelation von GBCA Anreicherung und OI erkA könnte durch verminderte Flüssigkeitsdrainage über das okuläre glymphatische System erklärt werden. Die GBCA-Dynamik könnte für diagnostische Beurteilungen neurologischer Pathologien genutzt werden und die Konzentration anderer Substanzen wie Chemotherapeutika im Auge abschätzen lassen. Klinische Relevanz, Sicherheitsbedenken sowie Dauer der GBCA- Anreicherung im Auge sind in weiteren Studien zu prüfen.
Previous studies provided evidence that signal intensity (SI) increase can be found in the aqueous chamber (AC) of the eye, several hours after injection of gadolinium-based contrast agents (GBCAs). Based on this, the followed questions were formulated: 1. Can gadolinium be detected in the aqueous chamber of children on a contrast-enhanced T1- weighted magnetic resonance imaging (MRI), promptly after injection of a macrocyclic GBCA? 2. In that aspect, is there any difference between healthy eyes and eyes suffering from retinoblastoma (Rb)? Is there a correlation with the histopathology of Rb? 3. Does an increased concentration of GBCAs in the AC results in better reduction in size after chemotherapy (CTX)? This retrospective study, approved by the ethical committee of the University Duisburg-Essen, encompassed MRI of 556 eyes of 287 children, suffering from unilateral or bilateral Rb. All MRI were performed between 2011 and 2019 with the same MRI scanner and an orbital coil with the children in a state of general anaesthesia. Orbital MRI prior to and closely following injection of a standard dose of macrocyclic GBCA Dotarem® were analysed. Differences of SI ratios (ΔSIRs) of the AC to the lens were determined between pre and post contrast enhanced T1 weighted images. A highly significant SI increase was found in the AC of healthy eyes 12 minutes after GBCA injection (medianΔSIR_healthy =+0,08 (0,05-0,12), p<0,0001) as in affected eyes (medianΔSIR_Rb =+0,23 (0,1-0,58), p<0,0001). ΔSIRs were significantly higher in Rb eyes compared to healthy eyes (p<0.0001) and showed a strong negative correlation with children‘s age in healthy eyes (ϱ=-0.52, p<0.0001). ΔSIR of the affected eye was an independent, significant predictor for optical nerve infiltration (OI) in multivariate analysis with adjustment for tumor size (p<0.05) and increased with OI level. The reduction in size after CTX was 22.3% higher in eyes with a SI increase after GBCA administration given than in eyes with no increase. The negative correlation between patient age and GBCA enhancement of the AC in healthy eyes might be explained by a maturation process of the blood-aqueous barrier or of the Schlemm’s canal. A correlation between GBCA-enhancement and OI level in diseased eyes could be explained by reduced fluid drainage via the ocular glymphatic system (GS). This might serve as an example of how imaging of the GS yields diagnostic information because it determines the concentration of other substances entering the eye, such as CTX. Future studies should assess the clinical relevance, the duration and safety concerns of GBCA in the AC.