HIRE (high intensity reduction) Neue liquorunterdrückte, T2-gewichtete Bildgebungssequenz

Zusammenfassung

Ziel. Ziel unserer Untersuchungen war es, die diagnostische Wertigkeit einer neuen liquorunterdrückten, T2-gewichteten Sequenz namens HIRE (high intensity reduction) bei Patienten mit zerebralen Gliomen zu überprüfen.

Methode. Die HIRE-Sequenz verwendet die sehr langen T2-Zeiten von Liquor, um die hohe Signalintensität desselben auf T2-gewichteten Bildgebungssequenzen zu unterdrücken. Sie bedient sich hierbei einer Subtraktionstechnik, wobei innerhalb einer schnellen Spinechosequenz ein T2-gewichtetes und ein liquorgewichtetes spätes Echo aufgenommen und anschließend komplex voneinander subtrahiert werden. Die Methode wurde bislang an 20 Patienten mit histologisch gesicherten zerebralen Gliomen überprüft und mit konventionellen T2-gewichteten schnellen Spinechosequenzen, T1-gewichteten Spinechosequenzen und einer FLAIR-Sequenz verglichen. Um den Einfluss von Kontrastmittel auf die Sequenzen zu prüfen, wurden die T1-gewichteten, FLAIR-gewichteten und HIRE-gewichteten Sequenzen nach Kontrastmittelgabe wiederholt. Die qualitative Analyse der Bilddaten umfasste die Läsionserkennbarkeit, die Läsionsabgrenzbarkeit und die Unterscheidung zwischen anreicherndem und nicht anreicherndem Tumorgewebe auf der Basis einer 2-Reader-Analyse. Für die quantitative Analyse wurden Läsions-Hintergrund- und Läsions-Liquor-Kontrast sowie Kontrast-Rausch-Werte anhand einer Region-of-interest-Analyse bestimmt.

Ergebnisse. Mit Hilfe der HIRE-Technik konnte eine signifikante Reduktion des Liquorsignals erreicht werden, ohne dass, wie auf den FLAIR-Aufnahmen, der hohe Kontrast zwischen grauer und weißer Hirnsubstanz verloren ging. In der quantitativen Analyse war der Läsions-Hintergrund-Kontrast und Läsions-Liquor-Kontrast geringer als auf der FLAIR-Bildgebung, was durch das recht hohe Hintergrundsignal und die geringer ausgeprägte Liquorunterdrückung erklärt werden kann. Wie bei der FLAIR-Sequenz war auch auf der HIRE-Sequenz nach Kontrastmittelgabe eine leichte Kontrastmittelanreicherung erkennbar, welche die Kontrast- und Kontrast-Rausch-Werte zusätzlich verbesserte. In der qualitativen Analyse fanden beide MR-Radiologen sämtliche Tumoren auf der HIRE-Sequenz gut abgrenzbar. Im Vergleich zu den T2-gewichteten Sequenzen und den FLAIR-Sequenzen war die HIRE-Technik hierbei nicht unterlegen. Als Vorteile der HIRE-Sequenz wurden der sehr gute Kontrast zwischen grauer und weißer Hirnsubstanz und die deutlich geringeren Bildgebungsartefakte gewertet.

Schlussfolgerungen. Zusammengefasst stellt die beschriebene HIRE-Sequenz eine Alternative zu den leicht T1-gewichteten FLAIR-Sequenzen als Methode zur Liquorunterdrückung dar. Durch ihre sehr hohen Signal-Rausch-Werte, dem sehr guten Grau-weiß-Kontrast und die signifikant kürzere Messzeit ist die Technik klinisch einsetzbar. Die im Vergleich zu den FLAIR-Aufnahmen geringeren Tumor-Kontrast-Werte sind durch eine partielle Unterdrückung des Liquors infolge der Subtraktionstechnik bedingt und können durch Verbesserung der Subtraktions- und Aufnahmeparameter deutlich minimiert werden.

Abstract

Purpose. The HIRE sequence utilizes the very long T2 value of CSF to suppress its high signal contribution in T2-weighted imaging by an image subtraction technique.

Methods. To assess the diagnostic potential of a new dark fluid sequence HIRE (High Intensity REduction) in the diagnostic work-up, 20 patients with histologically confirmed cerebral gliomas were examined with T2-weighted FSE, T1-weighted SE, fast FLAIR and HIRE using identical scan parameters. In patients with enhancing lesions fast FLAIR and HIRE were added to the contrast-enhanced T1-weighted SE images. Images were analyzed in a qualitative and quantitative evaluation. In the qualitative lesion analysis, lesion delineation and differentiation between enhancing and non enhancing tumor tissue were by two readers. For the quantitative analysis lesion-to-background and lesion-to-CSF contrast and contrast to noise ratios were determined in an region of interest analysis.

Results. HIRE achieved a significant reduction of the CSF signal without loosing the high gray-to-white matter contrast of T2 weighted sequences. In the quantitative analysis, the contrast ratios of the HIRE were lower compared to the FLAIR images due to a relative high background and CSF signal. After the application of contrast media HIRE images revealed a significant signal increase in enhancing lesions, which subsequently increased the contrast and contrast-to-noise ratios. In the qualitative analysis, both readers found all tumors clearly delineated on HIRE imaging. Compared to T2-weighted FSE the tumor delineation with HIRE was better in nine patients, equal in four patients and less in one patient. Compared to the FLAIR images HIRE was rated superior in three patients, equal in nine patients and inferior in another three patients. Delineation of the enhancing tumor parts was possible with HIRE in all patients. HIRE images present significant less image artifacts than FLAIR images due to reduced inflow effects.

Conclusions. The presented T₂ based HIRE sequence is an alternative to the T₁ based FLAIR sequence with the advantage of a better gray to white matter contrast and shorter measurement time. Due to the subtraction technique signal intensities from tissues with T2 relaxation times in the range between white matter and CSF are also partially affected depending on their T₂ values. With respect to this undesired effect, an improvement in HIRE imaging will be expected by a self-weighted subtraction algorithm.