Vergleich der Quantifizierungsgenauigkeiten von Glutamat im Hirn bei CSI-Untersuchungen bei 1,5 T und 3 T

Ziele: Die 1H-CSI erlaubt räumlich aufgelöste in vivo Untersuchungen des Stoffwechsels und liefert somit wichtige Informationen über mögliche pathophysiologische Veränderungen. Speziell die Quantifizierung des Glutamats im Gehirn kann zu einem verbesserten Verständnis neuronaler Prozesse beitragen. Die Quantifizierung von Glutamat ist allerdings durch die komplexe spektrale Struktur und die Überlagerung mit anderen Hirnmetaboliten erschwert. In dieser Studie sollte geprüft werden, ob die verbesserte spektrale Auflösung und das höhere Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) bei 3T gegenüber Messungen bei 1,5 T zu einer verbesserten Quantifizierungsgenauigkeit von Glutamat führen. Methode: Es wurden 3männliche und 2 weibliche Probanden (Alter: 22–38 Jahre) sowohl an einem 1,5T als auch an einem 3T Ganzkörper-MRT (Siemens Magnetom Sonata, Magnetom Trio TIM) bei gleich bleibender Messdauer untersucht. Für die 2D 1H-CSI-Messung im Hirn wurde eine transversale Schicht, parallel zur AC-PC- Linie selektiert. Es wurde eine PRESS-Hybrid-CSI Sequenz (TR/TE=5000/30ms, NA=4, FOV=160×160mm², Schichtdicke: 20mm, VOIAP×LR=140×100mm², Matrix: 16×16) in Verbindung mit einer zirkular polarisierten Kopfspule eingesetzt. Zur Positionierung wurden jeweils 15 T1-gewichtete Schichten in allen drei Orientierungen akquiriert (IR-Bildgebung, FOV=256 mm2; TR/TI=2500/500ms, Schichtdicke: 5mm). Die Auswertung erfolgte mit dem LC-Model. In jedem Spektrum wurden das SNR und die Linienhalbwertsbreite für den Peak höchster Intensität bestimmt. Als Gütekriteren für die nachfolgende Bewertung dienten das SNR, die Halbwertsbreite sowie die vom LC-Model berechnete prozentuale Standardabweichung für Glutamat (%SDGlu). Ergebnis: Die Bedingung für eine ausreichend genaue Quantifizierung von Glutamat (SDGlu <20%) wurde bei 60% der Spektren bei 3 T und bei 33% der Spektren bei 1,5 T erfüllt. Bei 3 T wurde ein mittleres SNR von 20 und bei 1,5 T von 11 bestimmt. Die mittlere durch das LC-Model bestimmte Linienhalbwertsbreite lag bei 3 T bei 9,97Hz und war damit etwa doppelt so groß wie die Linienhalbwertsbreite bei 1,5T (4,57Hz). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass Messungen bei 3T eine höhere Quantifizierungsgenauigkeit für Glutamat aufweisen als bei 1,5 T. Da die spektrale Auflösung bei 3T aufgrund der höheren Linienbreiten nicht wesentlich verbessert war als bei 1,5T, ist die verbesserte Quantifizierungsgenauigkeit des Glutamats vorwiegend auf eine Verdoppelung des SNR zurückzuführen.

Korrespondierender Autor: Gussew A

Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, AG Medizinische Physik, Philosophenweg 3, 07743 Jena

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1H-MRS - Hirn - Quantifizierung