Abstract
Purpose: The physical background of diffusion phenomena in intracranial cysts is unclear in
some cases. To evaluate a potential dependency of proton diffusion on the concentration
of proteins in cystic lesions we investigated the correlation of diffusion weighted
imaging (DWI) and magnetization transfer ratio imaging (MTR) in intracranial cystic
pathologies in vivo and in vitro with protein solutions.
Materials and Methods: 21 patients (14 male/7 female) with intracranial cystic lesions underwent preoperative
MRI (1.5 T) including MTR and DWI sequences. For comparison a series of samples with
declining concentration of albumin was investigated in vitro with a 7 T animal scanner.
Results: In the patients examination mean ADC values were 1.93 × 10−3 mm2/sec and mean MTR values were 0.2. Mean ADC value of the albumin solutions was 0.22 × 10−3 mm2/sec and mean MTR was 0.12. ADC and MTR values showed a strong negative correlation
in the patients (Spearman’s rank correlation rs = –0.80, p < 0.01) and a very strong negative correlation in the in vitro examinations
(rs = –1.0, p < 0.01).
Conclusion: The strong negative correlation of ADC and MTR values suggest a strong influence
of proteins on proton diffusion in intracranial cysts. The phenomena can be explained
by macromelecules that bind nearby protons in their vicinity.
Zusammenfassung
Ziel: Die physikalische Grundlage von Diffusionsphänomenen intrakranieller Raumforderungen
ist in vielen Fällen unbekannt. Um einen möglichen Einfluss des Proteingehalts in
intrakraniellen Zysten auf die Protonendiffusion zu untersuchen, wurde die Korrelation
von Diffusionsdaten (DWI) und Magnetisation Transfer Ratio Imaging (MTR) in intrakraniellen
Zysten und in vitro untersucht.
Material und Methoden: 21 Patienten (m/w: 14/7) mit intrakraniellen zystischen Läsionen wurden präoperativ
mit ADC- und MTR-Bildgebung kernspintomografisch (1,5 T) untersucht. Vergleichend
wurde eine Verdünnungsreihe mit Albuminlösungen, in vitro, in einem 7 T MRT-Gerät
untersucht.
Ergebnisse: Der durchschnittliche ADC-Wert in den zystischen Läsionen betrug 1,93 × 10−3 mm2/s und der durchschnittliche MTR-Wert 0,20. Der durchschnittliche ADC-Wert in den
Albuminlösungen betrug 0,22 × 10−3 mm2/s und der durchschnittliche MTR-Wert 0,12. Es zeigte sich eine deutliche negative
Korrelation der ADC- und MTR-Werte in den verschiedenen zystischen Läsionen (Spearman
Rang Korrelation rs = –0,80, p < 0,01) und eine sehr starke, negative Korrelation in der Verdünnungsreihe
der Proteinlösungen (rs = –1,0, p < 0,01).
Schlussfolgerung: Die deutliche negative Korrelation der ADC- und MTR-Werte belegt einen starken Einfluss
des Proteingehalts auf die Protonendiffusibilität in zystischen intrakraniellen Läsionen.
Das Phänomen kann durch die Bindung des Wassers an Makromoleküle erklärt werden.
Key words
CNS - MR-imaging - Abscess - Diffusion imaging