MRT der Arthritis mit dem USPIO SH U 555 C: Optimierung des T1-Enhancements

Zusammenfassung

Ziel: Optimierung der Kontrastmitteldosis und Pulssequenzparameter zur Erzielung eines maximalen T1-Enhancements von Arthritiden mit der USPIO-unterstützten MRT. Material und Methoden: Bei neun Sprague-Dawley-Ratten wurde eine antigenvermittelte Arthritis des rechten Kniegelenks induziert. Das entzündete und das kontralaterale normale Kniegelenk wurden in einem 2-T-MR-Tomographen vor und bis 2 h nach Injektion des Eisenoxid-Kontrastmittels SH U 555 C mit T1-gewichteten Gradientenecho-(GE-)Sequenzen untersucht. Jeweils 3 Ratten wurden SH-U-555-C-Dosen von 40, 100 und 200 μmol Fe/kg KG injiziert. Die GE-Sequenz wurde durch Variation der Flipwinkel (α) und Echozeiten (TE) optimiert. Änderungen der Signalintensitäten (SI) des arthritischen und normalen Kniegelenks wurden als ΔSI(%)-Werte quantifiziert, mit dem t-Test auf signifikante Unterschiede getestet und mit der Histopathologie verglichen. Ergebnisse: Histologisch zeigten die arthritischen Kniegelenke entzündliche Proliferationen der Synovia. Das Kontrastmittel SH U 555 C führte in dem entzündlichen Gewebe zu einem Signalanstieg auf T1-gewichteten Aufnahmen, der durch Verwendung eines Flipwinkels von 60 - 70°, einem minimalen TE und einer Dosis von 200 μmol Fe/kg KG maximiert werden konnte. Das kontralaterale normale Knie zeigte bei keiner Dosis eine MR-tomographisch nachweisbare Kontrastmittelanreicherung. Schlussfolgerung: Arthritiden können mit SH U 555 C mit einem ausgeprägten T1-Kontrast MR-tomographisch dargestellt werden.

Abstract

Purpose: To optimize contrast agent dose and pulse sequence parameters in order to achieve a maximal T1 enhancement in arthritic knee joints with ultra small superparamagnetic iron oxides (USPIO)-enhanced MRI. Materials and Methods: Antigen-mediated arthritis was induced in the right knee of nine Sprague Dawley rats. The arthritic knee joint as well as the contralateral normal knee were investigated in a 2 Tesla MR scanner before as well as in short intervals up to 2 h after USPIO injection, using T1-weighted gradient echo (GE) sequences. Three rats each received intravenous injections of the new USPIO SHU 555 C (SH U 555 C, Schering AG, Berlin) at doses of 40, 100 and 200 μmol Fe/kg. Pulse sequence parameters of the GE-sequence were optimized by varying flip angles (α) and echo times (TE). Changes in signal intensities (SI) of the arthritic knee and contralateral normal knee were quantified as ΔSI (%) = |([SIpost - SIpre] / SIpre) × 100 %| and compared with histopathology. Results: Histology of the arthritic knees demonstrated a marked inflammatory proliferation of the synovium. The USPIO SH U 555 C caused a significant increase in signal intensity of the arthritic joints on T1-weighted MR images (p < 0.05). This effect was optimized using a flip angle of 60 - 70°, a minimal TE and a dose of 200 μmol Fe/kg. Visually the contralateral normal knee did not show any USPIO enhancement. Conclusion: Inflammation can be depicted with marked T1 enhancement by the USPIO SH U 555 C using high contrast agent doses and optimized MR pulse sequence parameters.

Key words

Animal investigations - arthritides - contrast agents - MR imaging - USPIO

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