Vergleich von verschiedenen MRT-Techniken in der Diagnose von degenerativen Knorpelerkrankungen - In-vitro-Studie an 50 Gelenkpräparaten des Knies bei 1,5 T

Zusammenfassung

Ziel: In einer experimentellen Studie an Gelenkpräparaten des Knies wurden die Vor- und Nachteile von 14 allgemein verfügbaren MRT-Sequenzen in der Knorpeldiagnostik dargestellt. Methode: 50 chirurgisch exstirpierte Kniegelenkpräparate wurden nacheinander mit folgenden Techniken untersucht: klassische Spin-Echo (SE)-Sequenz in T₁- Protonen- und T₂-Wichtung, Turbo-SE in Protonen- und T₂-Wichtung, Fettsuppression mit T₁-gew. SE, MTC in Verbindung mit T₁-gew. SE und T₂-gew. FLASH-2 D, die STIR, FISP-3 D, FLASH-3 D mit Fettsuppression und die MR-Arthrographie. Für jede Sequenz wurden subjektive Qualitätskriterien, Signal-Rausch-Verhältnisse von Knorpel und Gelenkflüssigkeit und Nachweisraten für Knorpelläsionen bestimmt. Als Referenz zur MRT dienten pathologische und arthroskopische Untersuchungen, die an 186 der 300 Knorpelflächen degenerative Veränderungen Grad 1-4 nachwiesen. Ergebnisse: Die Defektstadien Grad 3 und 4 (65 Läsionen) waren mit den klassischen SE-Sequenzen in 67-94 % nachweisbar. Die Volumentechniken (FISP-3 D und FLASH-3 D), Sequenzen mit 512er Matrix, der MTC (mit FLASH-2 D) und die MR-Arthrographie führten zu einer Verbesserung der Sensitivität auf 82-100 %. Oberflächliche Defekte Grad 2 (65 Läsionen) hatten Nachweisraten von 3-38 %, in der MR-Arthrographie betrug sie 45 %. Die rein strukturellen Knorpelveränderungen Grad 1 (56 Fälle) wurden in ca. 10 % diagnostiziert. Schlußfolgerung: Die Diagnostik von Knorpelerkrankungen läßt sich gegenüber den klassischen SE-Sequenzen durch neuere Techniken weiter verbessern, die Sequenzen mit großer Bildmatrix, verbessertem Knorpelkontrast und Volumentechnik verwenden.

Summary

Purpose: An experimental study was performed on joint specimens of the knee to assess the advantages and disadvantages of 14 generally available sequences in cartilage imaging. Methods: Each of the 50 surgically exposed cadaveric joints of the knee was examined by the following sequences: T₁ proton- and T₂ weighted spin echo (SE) sequences, proton- and T₂ weighted Turbo-SE, T₁ weighted SE with fat suppression, MTC combined with T₁ weighted SE and T₂ weighted FLASH-2 D, STIR, FISP-3 D, FLASH-3 D (with fat suppression), and MR arthrography.We assessed the image quality by a scale, signal to noise-ratio of cartilage and joint fluid, and the accuracy in detection of cartilage lesions. Pathology and arthroscopy were reference methods to MRI, and demonstrated grade 1-4 lesions on 186 of 300 joint facettes. Results: Advanced stages of cartilage lesions (65 grade 3 and 4 lesions) were detected by standard SE sequences in 67-94 %. Application of volume techniques (FISP-3 D, FLASH-3 D), high definition matrix (512 pixel), MTC with FLASH-2 D and MR-arthrography improved the sensitivity up to 82 -100 %. Superficial lesions (65 grade 2 lesions) were demonstrated in 3-38 %, and on MR arthrography in 45 %. Structural changes (56 Grade 1 lesions) were recorded on MRI in only 10 %. Conclusions: With regard to standard SE sequences, the detectability of cartilage lesions can be improved by techniques that use 512 matrices, selective cartilage imaging, and volume acquisition.

Schlüsselwörter:

Knorpel - Kniegelenk - MRT - Sequenzen - Nachweisraten

Key words:

Cartilage - Knee joint - MRI - Sequences - Accuracy