Meßzeitverkürzung durch ¹H-MR-turbo-spektroskopische Bildgebung des Gehirns

Zusammenfassung

Ziel: Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Meßzeitverkürzung bei der ¹H-MR-spektroskopischen Bildgebung des Gehirns. Optimierung der Sequenzparameter in Probanden- und exemplarischen Patientenuntersuchungen und Vergleich der Ergebnisse mit denen der konventionellen Technik. Methoden: Untersuchung von 20 Probanden und 5 Patienten an einem 1,5 T Ganzkörper-MR-System. Bei der „turbo-spektroskopischen Bildgebung” (TSI) werden nach jeder 90°-Anregung mehrere unterschiedlich phasenkodierte Spin-Echos akquiriert. 32 × 32-Matrix über ein Bildfeld von 20 cm mit zusätzlicher Volumenselektion durch Doppel-Spin-Echo-Anregung. Meßzeit 9 min mit 4 Phasenkodierschritten pro TR-Intervall; Dauer der entsprechenden konventionellen 2D-SI-Sequenz (T_R/T_E 2000/272 ms) 30 min. Ergebnisse: Vergleichbar gute Darstellung der regionalen Metabolitenverteilung durch TSI-und 2D-SI-Sequenzen, wobei aber Signalhomogenität und Abgrenzbarkeit von Hirnläsionen in der konventionellen spektroskopischen Bildgebung insgesamt besser waren. Die T₂-Relaxation der Metaboliten erforderte ein verkürztes Akquisitionsintervall pro Echo, so daß die Frequenzauflösung der korrespondierenden TSI-Spektren nicht immer für eine Separation von Cholin- und Kreatinsignalen ausreichte. Schlußfolgerung: Mit Meßdauern < 10 min erlaubt die TSI-Technik in klinischen Studien eine Kombination mit der Einzelvolumenspektroskopie zur genauen Quantifizierung und einer diagnostischen MRT bei Gesamtuntersuchungszeiten von weniger als einer Stunde.

Summary

Purpose: Development of a new technique for reduction of measurement time in ¹H-MR spectroscopic imaging of the brain. Optimisation of the sequence parameters in volunteer and in patient examinations and comparison to the results obtained with conventional 2 D-SI. Methods: Examination of 20 healthy volunteers and 5 patients in a 1.5 T whole-body MR system. In „turbo-spectroscopic imaging” (TSI) sequences, a train of spin-echo signals with different phase encoding is acquired after each 90° excitation. 32×32 matrix elements covered a field of view of 20 cm, and additional volume selection was performed by double spin echo excitation. Measurement duration 9 min with acquisition of four phase encoding steps per T_R interval, whereas the corresponding 2 D-SI sequence (T_R/T_E 2000/272 ms) took 30 min. Results: The TSI data sets yielded maps of the regional distribution of metabolite concentrations with a quality comparable to the 2 D-SI results. Signal homogeneity and delineation of brain lesions, however, were superior in conventional spectroscopic imaging. The T₂ relaxation of the metabolites required a reduced sampling interval for each phase-encoded echo, and hence the frequency resolution of the corresponding TSI spectra was not always sufficient for separating choline and creatine signals. Conclusion: With measurement durations < 10 min the TSI technique allows in clinical studies a combination with single-voxel MRS for accurate quantification and with a diagnostic MRI within a total examination time of less than one hour.

Schlüsselwörter:

Magnetresonanz - Protonenspektroskopie - Gehirnstoffwechsel - Metabolitenbilder - ¹H-MR-spektroskopische Bildgebung

Key words:

Magnetic resonance - Proton spectroscopy - Brain metabolism - Metabolite maps - ¹H-MR spectroscopic imaging