MR Perfusion Measurement of Contrast Uptaking Lesions: Consideration of T₂* Shortening due to
Interstitial Contrast Agent

Abstract

Aim: In MR perfusion measurements of contrast uptaking lesions, time intensity curves are hampered by T₁ shortening as well as by the change of T₂* due to interstital contrast material (CM). Using double echo sequences, the influence of T₁ can be mathematically eliminated. For correction of the T₂* influence an empirical algorithm using time-intensity-curves exclusively measured in the suspected lesion is proposed. Methods: The interstitial CM concentration is assumed to be proportional to the change of the intensity for T_E = 0 or to the change of the relaxation rate ΔR₁ respectively. The intravascular CM concentration is estimated from ΔR₂*. It is adjusted to zero for a time point sufficiently late after the bolus injection by subtraction of the interstitial concentration. This method was applied to double echo FLASH measurements on 15 pharyngeal tumors. Results: The proposed correction transforms the time dependence of the estimated intravascular CM concentration into a plausible course. Conclusion: Double echo perfusion measurements can be corrected for the interstitial CM induced T₂* shortening without additional measurements with proneness to errors. This does not necessarily improve the diagnostic value, since possibly “implied multivariate aspects” of uncorrected parameters (here: contrast uptake of the lesion is related to tumor neoangiogenesis as well) are eliminated.

Zusammenfassung

Zielstellung: Die Intensitäts-Zeit-Verläufe bei MR-Perfusionsmessungen Kontrastmittel (KM) aufnehmender Läsionen werden durch interstitiell aufgenommenes KM sowohl über T₁- als auch über T₂*-Verkürzung gestört. Der T₁-Einfluss kann mittels Doppelecho-Messung beherrscht werden. In dieser Arbeit wird ein empirischer Algorithmus zur Korrektur des T₂*-Einflusses vorgeschlagen, der nur auf Intensitäts-Zeit-Verläufen aus der untersuchten Läsion beruht. Methoden: Die interstitielle KM-Konzentration wird als proportional zur Änderung des Signals bei T_E = 0 bzw. der Relaxsationsrate ΔR₁ angenommen. Die aus ΔR₂* geschätzte intravasale KM-Konzentration wird damit für Zeiten hinreichend lange nach der Bolus-Injektion auf Null eingestellt. Diese Methode wurde auf Doppelecho-FLASH-Messungen an 15 pharyngealen Tumoren angewandt. Ergebnisse: Mit der vorgeschlagenen Korrektur werden plausible Zeitverläufe der intravasalen KM-Konzentration erhalten. Schlussfolgerungen: Doppelecho-Perfusionsmessungen können ohne zusätzliche fehlerbehaftete Messungen vom T₂*-Einfluss durch interstitielles KM bereinigt werden. Dies verbessert nicht zwingend die diagnostische Aussagekraft, da die unkorrigierten Parameter u. U. „implizite multivariate Aspekte” (hier die mit der Tumor-Neoangiogenese korrelierte KM-Aufnahme) enthalten.

Key words

MR-Diffusion/Perfusion - Tissue Characterization - Neoplasms-Primary - Physics - Computer Applications - Detection, Diagnosis

Schlüsselwörter

MR-Perfusion - Gewebscharakterisierung - Neoplasien - Physik - Computeranwendungen - Nachweis, Diagnose

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