Vergleich einer T1-gewichteten Inversion-Recovery-, Gradienten-Echo- und Spin-Echo-Sequenz zur zerebralen Bildgebung bei 3,0 Tesla

Zusammenfassung

Ziel: Aufgrund von verlängerten T1-Zeiten der Gewebe bei 3,0 Tesla und einem konsekutiv reduzierten T1-Kontrast ist eine Anpassung der MR-Sequenzen bei Hochfelduntersuchungen notwendig. Im Rahmen einer prospektiven Studie wurden unterschiedliche T1-gewichtete Sequenzen des Gehirns bei 3,0 T unter Berücksichtigung der Grau-Weiß-Differenzierung und des Kontrast-Rausch-Verhältnisses (CNR) miteinander verglichen und die am besten geeignete Technik identifiziert. Material und Methoden: 31 Patienten wurden an einem 3,0-Tesla-System prospektiv untersucht. Das Protokoll umfasste eine axiale T1-gewichtete Inversion-Recovery-, Spin-Echo- und Gradienten-Echo-Sequenz; nach Kontrastmittelgabe (KM) wurden axiale SE- und GE-Sequenzen akquiriert. Qualitativ wurden Artefakte, die zerebrale Grau-Weiß-Differenzierung, Bildrauschen und diagnostischer Gesamteindruck bewertet. Quantitativ wurde das CNR von grauer Substanz und Basalganglien zu weißer Substanz bestimmt. Ergebnisse: In der qualitativen Beurteilung vor KM-Gabe wurde die IR trotz vermehrter Artefakte am besten beurteilt. Nach KM zeigte sich die GE- der SE-Sequenz in allen Kategorien überlegen. Bei der quantitativen Analyse war das CNR der Basalganglien für die IR am höchsten, gefolgt von GE und SE. Für das CNR des Kortex wurde kein signifikanter Unterschied zwischen IR (16,9) und GE (15,4) gefunden, allerdings lagen beide oberhalb der SE-Sequenz (9,4). Nach Kontrastmittelgabe war das CNR der Basalganglien in der GE- und SE-Sequenz weitgehend identisch, jedoch in der GE-Sequenz im Bereich des Kortex signifikant höher als in der SE-Sequenz (12,7 gegen 7,6; p < 0,001). Schlussfolgerung: Für die native T1-gewichtete Bildgebung bei 3,0 T ist die IR-Technik aufgrund der besten Grau-Weiß-Differenzierung und der besten Bildqualität die Methode der Wahl. Für KM-gestützte Untersuchungen wird die GE-Sequenz empfohlen Die SE-Technik liefert in der zerebralen Bildgebung im Hochfeldbereich unbefriedigende Ergebnisse.

Abstract

Purpose: The increased T1 relaxation times at 3.0 Tesla lead to a reduced T1 contrast, requiring adaptation of imaging protocols for high magnetic fields. This prospective study assesses the performance of three techniques for T1-weighted imaging (T1w) at 3.0 T with regard to gray-white differentiation and contrast-to-noise-ratio (CNR). Materials and Methods: Thirty-one patients were examined at a 3.0 T system with axial T1 w inversion recovery (IR), spin-echo (SE) and gradient echo (GE) sequences and after contrast enhancement (CE) with CE-SE and CE-GE sequences. For qualitative analysis, the images were ranked with regard to artifacts, gray-white differentiation, image noise and overall diagnostic quality. For quantitative analysis, the CNR was calculated, and cortex and basal ganglia were compared with the white matter. Results: In the qualitative analysis, IR was judged superior to SE and GE for gray-white differentiation, image noise and overall diagnostic quality, but inferior to the GE sequence with regard to artifacts. CE-GE proved superior to CE-SE in all categories. In the quantitative analysis, CNR of the basal ganglia was highest for IR, followed by GE and SE. For the CNR of the cortex, no significant difference was found between IR (16.9) and GE (15.4) but both were superior to the SE (9.4). The CNR of the cortex was significantly higher for CE-GE compared to CE-SE (12.7 vs. 7.6, p < 0.001), but the CNR of the basal ganglia was not significantly different. Conclusion: For unenhanced T1 w imaging at 3.0 T, the IR technique is, despite increased artifacts, the method of choice due to its superior gray-white differentiation and best overall image quality. For CE-studies, GE sequences are recommended. For cerebral imaging, SE sequences give unsatisfactory results at 3.0 T.

Key words

Magnetic resonance imaging - 3 Tesla - T1-weighted sequences - CNR - cerebral imaging - brain

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