Vergleich der Suszeptibilitätsartefakte unterschiedlicher
Radiofrequenzelektroden bei 0,2 T. Einfluss von Elektrodenlegierung, Pulssequenz und Bildrekonstruktionsmethode*

Zusammenfassung.

Ziel: MRT-gesteuerte Interventionen erfordern kleine und akkurate Suszeptibiltätsartefakte des eingesetzten Instrumentariums. Hier wurden die Suszeptibilitätsartefakte in der Umgebung von Radiofrequenzelektroden mittels verschiedener Pulssequenzen und Bildrekonstruktionsmethoden verglichen. Methoden: Vier 18 G Radiofrequenzelektroden (je eine Einzelelektrode aus Edelstahl, Kupfer, Inkonal sowie eine dreifach gruppierte Elektrode aus Inkonal) wurden in einem Gelphantom in einem offenen 0,2 T MR-Tomographen senkrecht zur Hauptmagnetfeldrichtung platziert. Die verwendeten Pulssequenzen beinhalteten eine TSE-T₂, FISP, true-FISP, PSIF sowie eine temperaturempfindliche ES-GRE-Sequenz. Zusätzlich zur zweidimensionalen Fourier-kodierten k-Raum Akquisition (2DFT) wurde eine Projektionsrekonstruktion (PR) bei den FISP, true-FISP und PSIF Sequenzen verwendet. Ergebnisse: Die höchste Spitzengenauigkeit wurde durch die Kombination von Inkonalelektrode und TSE-T₂ erreicht. Sie nahm wie folgt ab: TSE-T₂ > PSIF > FISP/true-FISP > ES-GRE. Im Allgemeinen erbrachte die 2DFT eine bessere oder gleiche Genauigkeit wie die PR. Die scheinbare Schaftweite war bei der Kupferelektrode am geringsten. Die Spitzengenauigkeit der Kupferelektrode war im Vergleich zur Inkonalelektrode jedoch schlechter. Schlussfolgerung: Die Kombination von TSE-T₂-Sequenzen mit 2DFT erscheint am besten geeignet, um bei 0,2 T eine akkurate Elektrodenplatzierung zu zeigen. Das relativ große Schaftartefakt von Inkonalelektroden verhindert deren Einsatz bei Temperaturmessungen mittels ES-GRE Sequenzen. Hierzu sind Kupferelektroden besser geeignet, wobei diese derzeit jedoch nicht als biokompatibel gelten.

Comparison of susceptibility artefacts of different RF-electrodes at 0.2 T influence of alloy, sequence design and k-space acquisition methods.

Purpose: Interventional MRI procedure monitoring requires small but accurate susceptibility artifacts of the instruments used. In this investigation, susceptibility artifacts of different RF-electrode designs were compared using a variety of pulse sequences and k-space acquisition methods. Methods: 4 different 18-gauge RF-electrodes (with three single electrodes made of stainless steel, copper, inconal, and a triple-clustered electrode configuration made of inconal) were placed in a 0.2 T MR-scanner perpendicular to the main magnetic field. Pulse sequences used included: TSE T₂, FISP, true-FISP, PSIF, and a temperature sensitive ES-GRE sequence. In addition to the 2D Cartesian k-space trajectory with Fourier transformation (2DFT), projection reconstruction (PR) was used with the FISP, true-FISP and PSIF sequences. Results: The best tip accuracy was achieved with the combination of inconal electrodes and TSE T₂. The usefulness of the tested sequences was found to be: TSE T₂ > PSIF > FISP / true-FISP > ES-GRE. In general 2DFT provided better or equal tip accuracy than PR. The apparent shaft width was smaller using the copper electrode compared to the inconal electrode. However, the “match shaped” tip artifact of the copper probe led to a higher error in tip accuracy. Conclusions: TSE-T₂ sequences and Cartesian 2DFT acquisitions should be used for accurate tip positioning at 0.2 T. Further, artifact size of the electrode shaft prevents the use of inconal for temperature sensitive sequences. Copper electrodes can be used for these purposes, although copper is not considered to be biocompatible at present.

Schlüsselwörter:

Interventionelle MRT - Radiofrequenz - Suszeptibilitätsartefakte - Instrumentenvisualisierung

Key words:

Interventional MRI - Radiofrequency - Susceptibility artifact - Device visualization

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Das Programm für interventionelle MRT des University Hospitals Cleveland wird zum Teil durch Fördermittel folgender Firmen unterstützt: Siemens Medizinsysteme, Radionics und Minrad. Des Weiteren wurde diese Arbeit durch die Whitaker Foundation, die American Cancer Society, den Mary Ann S. Swetland Fund, die M. E. and F. J. Callahan Foundation sowie die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, As 116/1-1 und Me 1593/1-1) gefördert.