腰椎椎間板の高速T2マッピング。臨床的に実現可能な取得時間でのロバストなT2緩和時間測定のための高度にアンサンプル化されたK空間データ

Accelerated T2 Mapping of the Lumbar Intervertebral Disc: Highly Undersampled K-Space Data for Robust T2 Relaxation Time Measurement in Clinically Feasible Acquisition Times.

• Marcus Raudner
• Markus Schreiner
• Tom Hilbert
• Tobias Kober
• Michael Weber
• Reinhard Windhager
• Siegfried Trattnig
• Vladimir Juras

抄録

椎間板（IVD）のT2マッピングは、グリコサミノグリカン含有量の損失による生化学的変化を反映した定量的な変化を描写することができます。従来のT2マッピングは、通常、2次元マルチエコースピンエコーシーケンス（2D-MESE）を用いて行われており、取得時間が長く、一般的に臨床ルーチンとは互換性がない。本研究では、アンダースサンプリング、モデルベースの再構成、およびパラレルイメージングを組み合わせたT2マッピングシーケンスであるGRAPPATINIの適用性を調査し、腰部静脈内VDのT2マッピングにおける臨床的に実行可能な取得時間を提供することを目的としている。

T2 mapping of the intervertebral disc (IVD) can depict quantitative changes reflecting biochemical change due to loss of glycosaminoglycan content. Conventional T2 mapping is usually performed using a 2-dimensional multi-echo-spin echo sequence (2D-MESE) with long acquisition times that are generally not compatible with clinical routine. This study investigates the applicability of GRAPPATINI, a T2 mapping sequence combining undersampling, model-based reconstruction, and parallel imaging, to offer clinically feasible acquisition times in T2 mapping of the lumbar IVD.

材料と方法:

GRAPPATINIは、2D-MESEと同じパラメータを用いて、取得時間を13:18から2:27分に短縮しながら実施した。セットアップはまた、参照として6.48時間の単一のエコースピンエコーシーケンスを使用してファントム実験で検証されました。IVDは、手動で4つの中央スライス上にセグメント化されました。

MATERIALS AND METHODS: Fifty-eight individuals (26 female; mean age, 23.3 ± 8.1 years) were prospectively studied at 3 T. GRAPPATINI was conducted with the same parameters as the 2D-MESE while shortening the acquisition time from 13:18 to 2:27 minutes. The setup was also validated in a phantom experiment using a 6.48-hour-long single echo-spin echo sequence as reference. The IVDs were manually segmented on 4 central slices.

結果:

肋骨中央核は、T2GRAPPATINIとT2MESEの間に強いピアソン相関係数を示した（rp = 0.919; P < 0.001）。また、腹側(rp = 0.241; P < 0.001)と後側(rp = 0.418; P < 0.001)の環状領域にも有意な相関がありました。単一スピンエコーファントム実験では、T2MESEが26.5ミリ秒であったのに対し、T2GRAPPATINIを使用して、中央値の絶対偏差が15.3ミリ秒で、最も正確なT2推定が達成されました。

RESULTS: The median nucleus pulposus showed a strong Pearson correlation coefficient between T2GRAPPATINI and T2MESE (rp = 0.919; P < 0.001). There was also a significant correlation for the ventral (rp = 0.241; P < 0.001) and posterior (rp = 0.418; P < 0.001) annular regions.In the single spin-echo phantom experiment, the most accurate T2 estimation was achieved using T2GRAPPATINI with a median absolute deviation of 15.3 milliseconds as compared with T2MESE with 26.5 milliseconds.

結論:

GRAPPATINIは、同じパラメータで13:18から2:27分の取得時間を短縮しながら、同じパラメータを使用して、臨床標準や参照法に準拠した3Tでの正確なT2マッピングを容易にします。

CONCLUSIONS: GRAPPATINI facilitates precise T2 mapping at 3 T in accordance with clinical standards and reference methods using the same parameters while shortening acquisition times from 13:18 to 2:27 minutes with the same parameters.