Imaging of Brain Metastases of Bronchial Carcinomas with 7 T MRI – Initial Results

Zusammenfassung

Ziel: Vergleichende Darstellung von Hirnmetastasen von Bronchialkarzinomen mittels suszeptibilitätsgewichteter und kontrastmittelverstärkter 7 T- und 1,5 T-MRT. Material und Methoden: 12 Patienten mit Hirnmetastasen von Bronchialkarzinomen wurden im 7 T- und 1,5 T-MRT untersucht. Minimumintensitätsprojektionen (MinIP) einer 1,5 T-SWI-Sequenz (Voxelgröße = 0,9 × 0,9 × 2,0 mm³) wurden mit 7 T SWI MinIPs (Voxelgröße = 0,4 × 0,4 × 1,5 mm³) verglichen. Eine T 1-w 1,5 T- MPRAGE-Sequenz (Voxelgröße = 1 × 1 × 1 mm³ nach Doppeldosis (DD) Gadoteratmeglumin, Gd-DOTA) wurde mit einer 7 T MPRAGE-Sequenz (Voxelgröße = 0,7 × 0,7 × 0,7 mm³, nach einer Einzeldosis (SD) Gd-DOTA bei allen Patienten sowie bei 6 von 12 Patienten nach Gabe einer DD Gd-DOTA verglichen. Die Anzahl der Mikrohämorrhagien in SWI MinIPs und die Anzahl von kontrastierten Metastasen auf MPRAGE-Bildern wurden von 2 Radiologen, gruppiert in 3 Größenklassen (< 2 mm, ≥ 2 mm and ≤ 6 mm, > 6 mm), verglichen. Ergebnisse: Bei 12 Patienten erlaubten die räumlich höher aufgelösten 7 T-SWI-Bilder die Identifikation von 87 gegenüber 67 zerebralen Mikrohämorrhagien bei 1,5 T. Nach Gabe einer SD Gd-DOTA wurden auf 7 T-MPRAGE-Bildern nur 198 Hirnmetastasen gegenüber 238 Metastasen bei 1,5 T nach DD Gd-DOTA erfasst. Bei 6 Patienten wurden nach Angleichung der Kontrastmitteldosis 4 zusätzliche Hirnmetastasen auf 7 T gegenüber 1,5 T MPRAGE-Bildern ermittelt. Schlussfolgerung: Unsere vorläufigen Ergebnisse deuten an, dass die Detektion von Hirnmetastasen mittels 7 T-MPRAGE-Sequenz nach einer Doppeldosis Kontrastmittel trotz höherer räumlicher Auflösung der 1,5 T-MPRAGE vergleichbar ist, während die 7 T-SWI-Sequenz 20 % mehr Mikrohämorrhagien in Hirnmetastasen zeigen konnte als die 1,5 T-SWI-Sequenz.

Abstract

Purpose: To compare the depiction of brain metastases of bronchial carcinomas on susceptibility-weighted and contrast-enhanced images with 7 T and at 1.5 T MRI. Materials and Methods: Twelve patients with brain metastases of bronchial carcinomas underwent 7 T and 1.5 T MRI. Minimum intensity projections (MinIP) of a 1.5 T SWI sequence (voxel size = 0.9 × 0.9 × 2.0 mm³) were compared to 7 T SWI MinIPs (voxel size = 0.4 × 0.4 × 1.5 mm³). A T 1-w 3D MPRAGE at 1.5 T (voxel size = 1 × 1 × 1 mm³ after double-dose (DD) gadoterate meglumine, Gd-DOTA) was compared to a 7 T MPRAGE sequence (voxel size = 0.7 × 0.7 x × 0.7 mm³, single dose (SD) Gd-DOTA) in all patients, and to DD Gd-DOTA in 6 patients after a 10 minute delay. The number of intracranial microhemorrhages in SWI MinIPs and the number of contrast-enhancing metastases in MPRAGE images were compared in each patient grouped into three size ranges (≤ 2 mm, > 2 mm and < 6 mm, ≥ 6 mm) by two radiologists in consensus. Results: In all 12 patients the 7 T SWI with spatially higher resolution allowed the identification of 87 versus 67 cerebral microhemorrhages at 1.5 T. 7 T T 1-w images after SD Gd-DOTA depicted 198 brain metastases versus 238 at 1.5 T after DD Gd-DOTA. After doubling the contrast dose in six patients, 4 additional brain metastases were identified at 7 T. Conclusion: Our preliminary results indicate that despite the higher spatial resolution the detection of brain metastases on 7 T MPRAGE images is almost equal to 1.5 T MPRAGE images. The 7 T SWI sequence with spatially higher resolution allowed the detection of 20 % more microhemorrhages in brain metastases compared to the 1.5 T SWI sequence.

Key words

7 Tesla - ultra high field MRI - brain metastases - bronchial carcinoma - susceptibility-weighted imaging

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