Originalarbeit
Diffusion weighted inner volume imaging of lumbar disks based on turbo-STEAM acquisitionDiffusionsgewichtete Inner-Volume-Bildgebung lumbaler Bandscheiben basierend auf turbo-STEAM Akquisition

https://doi.org/10.1016/j.zemedi.2010.10.009Get rights and content
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Abstract

A magnetic resonance imaging (MRI) technique for diffusion weighted imaging (DWI) is described which, in contrast to echo planar imaging (EPI), is insensitive to off-resonance effects caused by tissue susceptibility differences, magnetic field inhomogeneities, or chemical shifts. The sequence combines a diffusion weighted (DW) spin-echo preparation and a stimulated echo acquisition mode (STEAM) module. Inner volume imaging (IVI) allows reduced rectangular field-of-view (FoV) in the phase encode direction, while suppressing aliasing artifacts that are usually the consequence of reduced FoVs. Sagittal turbo-STEAM images of the lumbar spine were acquired at 3.0 T with 2.0 × 2.0 mm2 in-plane resolution and 7 mm slice thickness with acquisition times of 407 ms per image. To calculate the apparent diffusion coefficient (ADC) in lumbar intervertebral disks (IVDs), the DW gradients were applied in three orthogonal gradient directions with b-values of 0 and 300 s/mm2. For initial assessment of the ADC of normal and abnormal IVDs a pilot study with 8 subjects was performed. Mean ADC values of all normal IVDs were (2.27 ± 0.40) × 10−3 mm2/s and (1.89 ± 0.34) × 10−3 mm2/s for turbo-STEAM IVI and SE-EPI acquisition, respectively. Corresponding mean ADC values, averaged over all abnormal disks, were (1.93 ± 0.39) × 10−3 mm2/s and (1.51 ± 0.46) × 10−3 mm2/s, respectively, indicating a substantial ADC decrease (p < 0.001).

Zusammenfassung

Es wird eine Technik zur diffusionsgewichteten MR-Bildgebung (DWI) beschrieben, die im Gegensatz zur echoplanaren Bildgebung (EPI) gegenüber off-resonance-Effekten aufgrund unterschiedlicher Suszeptibilitäten zwischen verschiedenen Geweben, magnetischer Feldinhomogenitäten oder chemischer Verschiebungen unempfindlich ist. Diese Sequenz beinhaltet eine diffusionsgewichtete Spin-Echo-Präparation und ein Auslesemodul, basierend auf stimulierten Echos (STEAM). Eine volumenselektive Anregung unter Einsatz der Inner-Volume-Bildgebungstechnik erlaubt die Auswahl eines reduzierten, rechteckigen FoV in Phasenkodierrichtung, wobei die bei zu klein gewählten FoVs naturgemäß auftretenden Einfaltungsartefakte unterdrückt werden. Sagittale turbo-STEAM-Bilder der Lendenwirbelsäule wurden bei einer Feldstärke von 3.0 T mit einer Auflösung von 2,0 × 2,0 mm2 und einer Schichtdicke von 7 mm innerhalb einer Akquisitionszeit von 407 ms pro Bild aufgenommen. Um die Diffusibilität der lumbalen Bandscheiben zu bestimmen, wurden zur Berechnung des scheinbaren Diffusionskoeffizienten (ADC) Diffusionsgradienten mit Wichtungsstärken (b-Wert) von 0 und 300 s/mm2 in drei orthogonale Richtungen appliziert. Im Rahmen einer Pilotstudie wurden acht Personen untersucht und der ADC in normalen und abnormalen Bandscheiben bestimmt. Für die normalen lumbalen Bandscheiben wurden mit Hilfe der turbo-STEAM IVI und SE-EPI mittlere ADC-Werte von (2,27 ± 0,40) × 10−3 mm2/s und (1,89 ± 0,34) × 10−3 mm2/s bestimmt. Für die abnormalen Bandscheiben ergaben sich mittlere Werte von (1,93 ± 0,39) × 10−3 mm2/s und (1,51 ± 0,46) × 10−3 mm2/s, die damit signifikant erniedrigt waren (p < 0,001).

Keywords

diffusion weighted imaging
inner volume imaging
turbo-STEAM MRI
lumbar spine
intervertebral disk degeneration

Schlüsselwörter

Diffusionsgewichtete Bildgebung
Inner-Volume-Bildgebung
turbo-STEAM-MRT, Lendenwirbelsäule
Bandscheibenvorfall

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