Magnetisierungstransfer-Kontrast: Experimentelle Sequenzoptimierung zur Untersuchung der weißen Hirnsubstanz

Zusammenfassung

Ziel: Ein neues Anwendungsgebiet für die Magnetresonanztomographie mit Erzeugung eines Magnetisierungstransfer (MT)-Kontrastes ist die Untersuchung der weißen Hirnsubstanz. Hierfür ist ein ausschließlicher Effekt durch Magnetisierungsübertragung wünschenswert. Unser Ziel war die Optimierung und Erprobung einer MT-Sequenz zur Untersuchung der weißen Hirnsubstanz. Material und Methoden: Die experimentellen Untersuchungen erfolgten an Phantomlösungen an 5 Wistar-Ratten mit jeweils verschiedenen Frequenzoffsets (FO) (200 Hz-30000 Hz). Die relative Signalminderung (rSM) für die Phantomlösungen und für das Corpus callosum der Ratte wurden errechnet. Die optimierte Sequenz wurde anschließend an 25 gesunden Probanden getestet. Ergebnisse: Ein fast ausschließlicher Effekt durch Magnetisierungsübertragung erfolgte ab einem FO von 4000 Hz. rSM war für alle Strukturen der weißen Substanz größer als für die Strukturen der grauen Substanz. rSM betrug für die weiße Substanz 45-50 % je nach Struktur. Schlußfolgerung: Wir stellen eine schnelle MT-Sequenz mit hoher rSM für die weiße Hirnsubstanz und fast ausschließlicher Magnetisierungsübertragung vor. Aufgrund der großen rSM erwarten wir, daß mit dieser Sequenz Läsionen der weißen Hirnsubstanz besonders gut voneinander unterschieden werden können. Wegen der verwirrenden Vielfalt der derzeit in der Literatur beschriebenen MT-Sequenzen halten wir die Einführung von Standardparametern für sinnvoll, damit die publizierten Ergebnisse vergleichbar werden.

Summary

Purpose:A new application for magnetization transfer (MT) MR imaging is the investigation of cerebral white matter. For that a pure MT effect is desirable. Our purpose was the optimization and testing of an MT sequence for investigations of cerebral white matter. Material and methods: Experimental investigations were performed in phantom material and in 5 wistar rats using various frequency offsets (FO) (200 Hz-30000 Hz). Relative signal suppression (rSS) for the phantom material and for callosal white matter of the rat was calculated. The optimized sequence was tested in 25 healthy volunteers. Results: A relatively pure MT effect was achieved with FO>4000 Hz. rSS for cerebral white matter structures was generally higher than rSS für cerebral gray matter structures. rSS for cerebral white matter structures ranged from 45-50 %. Conclusion: We present a fast MT sequence with high rSS for cerebral white matter and a relatively pure MT effect. Owing to the high rSS-values we expect that this sequence improves differentiation of cerebral white matter lesions. Because of the confusing variety of MT sequence currently described in the literature we believe that standard parameters should be defined to make published results comparable.

Schlüsselwörter:

Magnetresonanztomographie - Magnetisierungstransfer-Kontrast - Weiße Hirnsubstanz

Key words:

Magnetic resonance imaging - Magnetization transfer contrast - Cerebral white matter