Fortschr Röntgenstr 2018; 190(07): 601-609
DOI: 10.1055/s-0044-101263
Abdomen
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Clinical Evaluation of Free-Breathing Contrast-Enhanced T1w MRI of the Liver using Pseudo Golden Angle Radial k-Space Sampling

Klinische Evaluation der kontrastmittelverstärkten Leber-MRT bei freier Atmung mittels radialer „Pseudo-Golden-Angle“-k-Raum-Abtastung
Dennis M. Hedderich
Department of Radiology, University Hospital Cologne, Germany
Department of Diagnostic and Interventional Neuroradiology, Klinikum rechts der Isar, Technical University Munich, Munich, Germany
,
Kilian Weiss
Philips Healthcare, Hamburg, Germany
,
Judith E. Spiro
Department of Radiology, University Hospital Cologne, Germany
Department of Radiology, University Hospital, LMU Munich
,
Daniel Giese
Department of Radiology, University Hospital Cologne, Germany
,
Gabriele M. Beck
Philips Healthcare, Best, The Netherlands
,
David Maintz
Department of Radiology, University Hospital Cologne, Germany
,
Thorsten Persigehl
Department of Radiology, University Hospital Cologne, Germany
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

16 August 2017

10 January 2018

Publication Date:
13 March 2018 (eFirst)

Abstract

Purpose Contrast-enhanced T1-weighted MR imaging of the liver is typically acquired using breath-hold techniques to reduce motion artifacts and to allow for optimal diagnostic image quality. Insufficient breath-holds during MR data collection can cause severe reduction of image quality up to the point of being non-diagnostic. The aim of this study was to evaluate the subjective and objective clinical image quality of a novel free-breathing radial k-space sampling MR technique.

Materials and Methods Consent for this study was given by the local IRB committee. 86 patients who underwent both breath-hold (BH) and free-breathing (FB) late-phase contrast T1w-FS-FFE liver MRI using conventional BH Cartesian (Cartesian-eTHRIVE) and FB “pseudo golden angle” radial k-space sampling (Radial-eTHRIVE) were included in this retrospective analysis. Subjective analysis comprised 5-point Likert scale ratings (1 = very good; 5 = non-diagnostic) for “artifact impact”, “anatomic sharpness”, “vessel sharpness”, “contrast impression”, and “overall diagnostic quality”. Relative signal intensities in different ROIs were compared between Cartesian-eTHRIVE and Radial-eTHRIVE. For statistical differences paired Wilcoxon test and paired t-test have been performed (p < 0.05).

Results The MR scan time was significantly longer for FB Radial-eTHRIVE (2 min, 54 s) compared to BH Cartesian-eTHRIVE (0 min 15 s). Cartesian-eTHRIVE demonstrated a superior subjective contrast impression and objective measurements revealed an increased lesion-to-liver-contrast for hypointense liver lesions (Hypo-LTLC: 0.33 ± 0.19 vs. 0.20 ± 0.11; p = 0.000), while no difference was observed for hyperintense liver lesions (Hyper-LTLC). Subjective evaluation showed superior anatomic sharpness ratings by both readers for Radial-eTHRIVE. Most importantly, in a subgroup analysis of patients who were unable to perform adequate breath-holds, free-breathing Radial-eTHRIVE still demonstrated good subjective image quality.

Conclusion Free-breathing, radial k-space sampling T1w MRI of the liver delivers high diagnostic image quality, especially in patients who are unable to adequately perform breath-hold maneuvers. Thus, Radial-eTHRIVE can be an important clinical alternative in patients with impaired respiration status.

Key points

  • Delayed-phase contrast-enhanced MRI of the liver can be robustly performed using a “pseudo golden angle” Radial-eTHRIVE sequence.

  • Free-breathing Radial-eTHRIVE yields good diagnostic image quality in case of a high artifact burden in breath-hold Cartesian-eTHRIVE and thus could be used as a “back-up” for patients with impaired respiratory capacity.

  • A lower lesion-to-liver-contrast ratio is observed for hypointense liver lesions in free-breathing Radial-eTHRIVE sequence.

Citation Format

  • Hedderich DM, Weiss K, Spiro JE et al. Clinical Evaluation of Free-Breathing Contrast-Enhanced T1w MRI of the Liver using Pseudo Golden Angle Radial k-Space Sampling. Fortschr Röntgenstr 2018; 190: 601 – 609

Zusammenfassung

Ziel Für die kontrastmittelverstärkte Magnetresonanztomografie (MRT) der Leber wird üblicherweise eine T1w-FS-FFE in Atemanhaltetechnik durchgeführt, um Bewegungsartefakte zu minimieren und eine gute diagnostische Qualität zu gewährleisten. Allerdings kann eine insuffiziente Durchführung des Atemanhaltemanövers die Bildqualität deutlich negativ beeinflussen. Ziel dieser Arbeit war es, die Bildqualität einer neuartigen MR-Sequenz mit radialer „Pseudo-Golden-Angle“-k-Raumabtastung in freier Atmung in der klinischen Routine zu evaluieren.

Material und Methoden Es erfolgte eine retrospektive Auswertung der Leber-MRT in der späten Kontrastmittelphase bei 86 Patienten, die sowohl mittels der konventionellen kartesianischen k-Raumabtastung (Cartesian-eTHRIVE) in Atemanhaltung (BH) als auch mittels der radialen „Pseudo-Golden-Angle“-k-Raumabtastung (Radial-eTHRIVE) in freier Atmung (FB) untersucht wurden. Es wurden sowohl objektive als auch subjektive Qualitätsparameter durch zwei verblindete Reader erhoben und mittels Wilcoxon-Test und gepaartem t-Test verglichen (p < 0,05).

Ergebnisse Die Untersuchungszeit war für die FB-Radial-eTHRIVE signifikant länger als für die BH-Cartesian-eTHRIVE (2 min 54 s vs. 0 min 15 s). Subjektiv zeigte sich ein besseres Kontrastverhalten der Cartesian-eTHRIVE mit einem objektiv höheren Kontrast für hypointense Leberläsionen (0,33 ± 0,19 vs. 0,20 ± 0,11; p = 0,000). Die subjektive Bewertung ergab eine signifikante Überlegenheit bezügliche der Schärfe der Anatomie und der Gefäße der FB-Radial-eTHRIVE. Im Falle starker Atemartefakte in der BH-Cartesian-eTHRIVE zeigte sich in freier Atmung mit der Radial-eTHRIVE weiterhin eine gute diagnostische Bildqualität.

Schlussfolgerung Die radiale Pseudo-Golden-Angle-T1w-FS-FFE liefert eine hohe diagnostische Bildqualität in der kontrastmittelverstärkten Leber-MRT bei freier Atmung, sodass die Radial-eTHRIVE in freier Atmung bei Patienten mit ausgeprägten Atemartefakten in der DCE-MRT eine sehr hilfreiche „add-on“-Sequenz in der klinischen Routine darstellt.

Kernaussagen

  • Die radiale Pseudo-Golden-Angle-k-Raumabtastung in der späten KM-Phase der Leber-MRT liefert zuverlässig eine gute diagnostische Bildqualität.

  • Im Falle starker Atemartefakte in der konventionellen k-Raumabtastung bleibt eine hohe diagnostische Bildqualität erhalten.

  • Der Kontrast hypointenser Leberläsionen ist für die Radial-eTHRIVE herabgesetzt.