Resultate und Konsequenzen regelmäßiger Qualitätskontrollen für die quantitative klinische ¹H-MR-Spektroskopie

Zusammenfassung

Zur absoluten Quantifizierung von in vivo ¹H-MR-Spektren gibt es verschiedene Methoden. Eine dieser Methoden korrigiert die Spektroskopiesignale auf die Beladung der Spule mit der für das jeweilige Objekt benötigten unlokalisierten 90°-Transmitteramplitude. Absolute Metabolitenkonzentrationen in vivo können anschließend sehr einfach über Phantome bestimmt werden. Bei ansonsten gleichen Meßbedingungen würde somit im Prinzip eine einmalige Kalibrierung des Systems genügen. Wir haben jedoch während einer longitudinalen klinischen Studie eine extreme Variation der Transmitteramplituden festgestellt, obwohl die Intensität der Metabolitensignale weitgehend konstant blieb. Dadurch wurden mit dieser Methode zunächst völlig falsche Metabolitenkonzentrationen berechnet. Da derartige Effekte in der klinischen MR-Spektroskopie meist unterschätzt werden oder unberücksichtigt bleiben, war das Ziel dieser Studie, an zwei MR-Systemen die Stabilität in bezug auf die Quantifizierbarkeit von MR-Spektren über einen längeren Zeitraum zu untersuchen und eine neue Korrekturmethode zu entwickeln. Nach dieser neuen Methode müssen die auf die Spulenbeladung korrigierten Spektren zusätzlich durch eine Division durch die Referenzamplitude eines Phantoms modifiziert werden.

Summary

Different methods exist for an absolute quantification of in vivo proton MR spectra. According to the principle of reciprocity a simple method has been suggested previously, comprising the multiplication of the spectral signals with the unlocalised reference amplitude of the measurement as a correction for the different coil load. Afterwards, the result can be compared to measurements on phantoms in order to obtain in vivo metabolite concentrations. Thus, only one calibration would be sufficient in principle for all measured spectra. However, during a previous serial study on humans and phantoms we observed significant changes in transmitter amplitudes over time, although metabolite peak areas remained quite constant. Hence, the method led to incorrect metabolite concentrations. Since these effects are mostly underestimated or even neglected in clinical spectroscopy, the purpose of the present study was to investigate these instabilities over time in order to find a new correction method for quantitative MRS. According to this new method, the spectra corrected by the coil load have to be modified additionally by dividing by the reference amplitude of a phantom.

Schlüsselwörter:

¹H-MRS - Qualitätskontrolle - Quantifizierung

Key words:

¹H-MRS - Quality control - Quantification