Lokalisierbarkeit von Punktionsnadeln in der MRT: Experimentelle Untersuchungen zur Präzision mittels Spin-Echo-Pulsfolgen bei 1,0 T

Zusammenfassung

Ziel: Experimentelle Untersuchung zur Lokalisierbarkeit MR-tauglicher Punktionsnadeln bei 1,0 T anhand von Signalauslöschungen und -anhebungen. Methode: Für MR-geeignete Punktionsnadeln in unterschiedlichen Orientierungen wurden in einem Phantom die Differenzen zwischen tatsächlicher und abgebildeter Lage bei Spin-Echo-(SE-) und Turbo-Spin-Echo-(TSE-) Sequenzen ermittelt. Ergebnisse: Größe und Form der Artefakte hängen ab von der Lage der Nadel zu B₀, Frequenzkodierung (G_f) und Schichtorientierung. Die Artefakte sind bei Punktionen von rechts, links, kranial oder kaudal unterschiedlich. Für eine 18 G-Nadel (Cook) parallel zu G_f z.B. reicht die Signalauslöschung bei einer punktionstauglichen TSE-Sequenz abhängig vom Winkel zu B₀ 0,3-4,6 mm weiter als die Nadelspitze. Die Auslöschung um den Nadelschaft ist unterschiedlich breit, die Nadel liegt in der Mitte. Liegt G_f senkrecht zur Nadel, beträgt die Fehlregistrierung an der Spitze 2,7-3,3 mm, die Nadel liegt bis zu 3,3 mm neben der Mitte der Auslöschung. Die nominale Echozeit beeinflußt die Größe des Artefaktes bei TSE-Sequenzen nicht, er nimmt aber zu mit kleinerer Matrix und weniger steilen frequenzkodierenden Gradienten. Auch Material und Masse der Nadel bestimmen die Artefaktgröße. Schlußfolgerung: Bei MR-gesteuerten Punktionen kann die Präzision der Nadellokalisation durch geeignete Wahl der Richtung von G_f optimiert werden, je nachdem, ob Schaft oder Spitze der Nadel lokalisiert werden sollen.

Summary

Purpose: To evaluate accuracy of needle localisation using signal void and signal enhancement on a LOT MR imager for various needles for MR-guided biopsy. Methods: The differences between actual and virtual needle position of needles with different orientations were evaluated in a phantom for spin-echo including turbo-spin-echo sequences. Results: Artifacts depended on the orientation of the needle relative to the field B₀, frequency-encoding gradients (G_f) and slice orientation. This resulted in different artifact shapes and sizes for left or right and cranial or caudal biopsy access routes. Applying turbo spin echo sequences feasible for biopsy, the signal void of a 18 G needle (Cook) parallel to G_f reached between 0.3 and 4.6 mm further into the medium than the real needle tip, depending on needle orientation relative to B₀. The diameter of the signal void around the needle varied, the needle shaft was right in the centre of the signal void. With G_f orthogonal to the needle the offset of signal void to needle tip ranged from 2.7 to 3.3 mm, while the actual position of the needle shaft was up to 3.3 mm lateral of the signal void center. While nominal echo times did not influence the size of the artifact in turbo-spin-cho sequences, the artifacts increased with smaller matrix and larger water-fat shift. Material and mass of the needle determined the size of the artifacts as well. Conclusion: Localisation accuracy of the needle can be optimised by choosing optimal gradient directions depending on whether needle tip or shaft position should be displayed.

Schlüsselwörter:

Magnetresonanztomographie (MR) - Interventionen - Biopsien - Artefakte, In-vitro-Untersuchung

Key words:

Magnetic resonance (MR) - Interventional procedures - Biopsies - Artifacts, in vitro studies