2D-SPLASH-Spektroskopie zur Bestimmung des Fett/Wasser-Verhältnisses in der Rotatorenmanschette

Zusammenfassung

Ziel der Arbeit: Der Verfettungsgrad der Rotatorenmanschette ist ein wichtiger prognostischer Faktor bei operativer Rekonstruktion nach Rotatorenmanschettenruptur. Ziel der Arbeit war es deshalb, eine Methode zu entwickeln, die es erlaubt, im klinischen Betrieb an einem MR-Tomographen nicht invasiv mit der erforderlichen hohen räumlichen Auflösung das Fett/Wasser-Verhältnis zu quantifizieren. Methoden: An einem 1,5 T MR-Tomographen wurde eine aus 19 einzelnen komplexwertigen 2D-FLASH-Bildern bestehende SPLASH-Sequenz implementiert. Die Echozeit wurde schrittweise von 5,0 ms auf 50,0 ms erhöht. In einer Gesamtmesszeit von ca. 3 min für die SPLASH-Sequenz wurde in der Schicht eine räumliche Auflösung von 1,17 mm bei einer spektralen Auflösung von 0,33 ppm erreicht. Zur quantitativen Auswertung der Spektren in beliebig geformten Bildausschnitten wurde ein selbstgeschriebenes Rekonstruktionsprogramm in Kombination mit dem Fitprogramm AMARES verwendet. Ergebnisse: Die Phantomstudien zeigen einen linearen Verlauf des gemessenen Konzentrationsverhältnisses über den ganzen Konzentrationsbereich (r = 0,997). Durch die hohe Auflösung und die freie Formbarkeit der Zielregion ist die Bestimmung des Fett/Wasser-Verhältnisses in den einzelnen Schultermuskeln möglich. Schlussfolgerungen: Mit Hilfe der 2D-SPLASH-Methode kann der Fettgehalt in der Rotatorenmanschette nicht nur qualitativ im T₁-gewichteten Bild, sondern erstmals quantitativ mit MR erfasst werden.

Abstract

Aim: The degree of fatty infiltration of the rotator cuff is an important factor for the prognosis of an operative reconstruction afterrotator cuff tear. The aim of this work was to develop a method using a clinical MR scanner that allows the quantification of the fat/water ratio with the necessary spatial resolution. Method: A SPLASH sequence consisting of 19 complex 2D-FLASH images was implemented on a clinical 1.5 T MR scanner. The echo time was gradually increased from 5.0 ms to 50.0 ms. A spatial in plane resolution of 1.17 mm, a spectral resolution of 0.33 ppm and a spectral width of 6.25 ppm were achieved in a total acquisition time of about 3 min. The quantitative evaluation of the spectra in arbitrarily shaped regions of interest (ROIs) was obtained using a home-built reconstruction program and the time domain fit program AMARES. Results: Phantom studies show a linear relation of the concentration determined by SPLASH spectroscopy (r = 0.997). Because of the high spatial resolution and the possibility to evaluate arbitrarily shaped ROIs, the determination of the fat/water ratio in single muscles in the shoulder has been possible. Conclusions: By the use of the 2D-SPLASH sequence the degree of fatty infiltration in the rotator cuff can now be determined quantitatively for the first time.

Schlüsselwörter

MR Spektroskopie - MR Pulssequenz - Schulter MR - Muskel MR - Atrophie

Key words

MR spectroscopy - MR pulse sequence - Shoulder MR - Muscle MR - Fatty atrophy

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