High Spatial Resolution Whole-Body MR Angiography Featuring Parallel Imaging: Initial Experience

Zusammenfassung

Ziel: Einsatz paralleler Akquisitionstechniken (PAT) zur Erhöhung der räumlichen Auflösung bei der kontrastverstärkten Multistation-Ganzkörper-MR-Angiographie (MRA) mit einer rollenden Tischplattform. Material und Methoden: Die Multistation-Ganzkörper-MRA wurde mittels einer rollenden Tischplattform (AngioSURF) an 5 Probanden in zwei Untersuchungsreihen durchgeführt: 1. Standard-Protokoll, 2. hochaufgelöstes Protokoll mit PAT unter Verwendung des GRAPPA-Algorithmus mit einem Beschleunigungsfaktor von 3. Für einen intraindividuellen Vergleich der zwei Untersuchungsreihen wurde das arterielle Gefäßsystem in 30 Segmente unterteilt. Das Signal-zu-Rausch (SNR)- und Kontrast-zu-Rausch(CNR)-Verhältnis wurde für alle 30 Segmente in allen Probanden ermittelt. Die qualitative Abgrenzbarkeit der einzelnen Gefäßsegmente wurde ermittelt. Sowohl für das Standard- als auch für das PAT-Protokoll wurden die Bildrekonstruktionszeiten gemessen. Ergebnisse: Im Vergleich zum Standard-Protokoll ermöglichte das PAT-Protokoll die Erhöhung der räumlichen Auflösung durch eine 3fache Reduktion der Bildvoxelgröße in jeder der 5 Stationen. Das mittlere SNR und CNR verminderte sich in allen spezifizierten Gefäßsegmenten um einen Faktor von 1,58 bzw. von 1,56. Trotz der Verminderung des SNR und des CNR erhöhte sich die Abgrenzbarkeit der spezifizierten Gefäßsegmente in den PAT-Bildern aufgrund der erhöhten räumlichen Auflösung. Der qualitative Vergleich zwischen Standard- und PAT-Bildern zeigte eine erhöhte Abgrenzbarkeit aller Gefäßsegmente und damit verbunden eine detailliertere Darstellung intramuskulärer Arterienäste in allen Probanden. Die Gesamt-Bildrekonstruktionszeit erhöhte sich durch den Einsatz der PAT-Technik von ca. 10 Minuten auf ca. 40 Minuten. Schlussfolgerungen: Die Integration der PAT-Technik in das Konzept der Multistationen-Ganzkörper-MRA ermöglicht die Erhöhung der räumlichen Auflösung und damit eine detailreichere Darstellung des arteriellen Gefäßsystems.

Abstract

Purpose: To combine whole-body multi-station three-dimensional contrast enhanced magnetic resonance angiography (3D CE MRA) using a self-developed rolling table platform with parallel imaging strategies (PAT) in order to increase the spatial resolution of the 3D MRA data sets. Materials and Methods: Whole-body multi-station MRA was performed with a rolling table platform (AngioSURF) on 5 volunteers in two imaging series: 1) standard imaging protocol, 2) modified high-resolution protocol employing PAT using the generalized autocalibrating partially parallel acquisitions (GRAPPA) algorithm with an acceleration factor of 3. For an intra-individual comparison of the two MR examinations, the arterial vasculature was divided into 30 segments. Signal-to-noise ratios (SNR) and contrast-to-noise ratios (CNR) were calculated for all 30 arterial segments of each subject. Vessel segment depiction was qualitatively assessed applying a 5-point scale to each of the segments. Image reconstruction times were recorded for the standard as well as the PAT protocol. Results: Compared to the standard protocol, PAT allowed for increased spatial resolution through a 3-fold reduction in mean voxel size for each of the 5 stations. Mean SNR and CNR values over all specified vessel segments decreased by a factor of 1.58 and 1.56, respectively. Despite the reduced SNR and CNR, the depiction of all specified vessel segments increased in PAT images, reflecting the increased spatial resolution. Qualitative comparison of standard and PAT images showed an increase in vessel segment conspicuity with more detailed depiction of intramuscular arterial branches in all volunteers. The time for image data reconstruction of all 5 stations was significantly increased from about 10 minutes to 40 minutes when using the PAT acquisition. Conclusion: The implementation of PAT into the concept of whole-body MRA enabled to increase the spatial resolution in all examined territories, which resulted in more detailed MR angiograms.

Magnetic resonance angiography (MRA) - whole-body MRA - parallel acquisition technique (PAT) - high spatial resolution

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