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Nichtinvasive Quantifizierung des Leberfettgehalts in der Magnetresonanztomographie: Verwendung der Drei-Echo-Dixon-Technik mit Korrektur des T2*- Effektes

  • Zielstellung: Nichtinvasive Quantifizierung des Leberfettgehalts (HFC) mit der Drei-Echo- Dixon-Technik (MRT) und Korrektur für T2*-Relaxationseffekte im Vergleich zur Leberbiopsie. Material und Methoden: Einhundert Patienten (50 männlich, 50 weiblich, mittleres Alter 57,7 ± 14.2 Jahre) wurden einer klinisch indizierten Leberbiopsie (102 Gewebeproben) unterzogen. 24 - 72 Stunden später erfolgte die MRT-Untersuchung. Die MRT wurde mit einem 1,5 T (Magnetom Avanto, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) unter Verwendung einer Dixon-Bildgebung mit T2*-Korrektur (work-in-progress, Siemens Healtcare) durchgeführt. Eine 3D-Gradientenechosequenz (VIBE) mit TR/TE1/TE2/TE3 von 11/2,4/4,8/9,6 ms und einer Inline-Berechnung der T2*-korrigierten Wasser-, Fett-, und Fettgehaltskarte wurde in Atemanhaltetechnik durchgeführt. Es erfolgte der Abgleich der Signalintensitäten der errechneten T2*-korrigierten Fettgehaltskarte (SIF A T) mit den histologisch bestimmten Leberfettgehalten (HFC(Path)). Die Korrelation nach Spearman für HFC(Path) und SIF A T wurde bestimmt. Der Einfluss von Fibrosegrad, Zirrhosegrad, hepatischem Eisengehalt und mikroskopischem Muster der Fetteinlagerung (makrovesikulär, mikrovesikulär, gemischt makro- und mikrovesikulär) auf die Genauigkeit der nichtinvasiven Fettquantifizierung wurde analysiert. Ergebnisse: Die Korrelation zwischen SIFAT und HFC(Path) war rspearman = 0.89. Die Übereinstimmung zwischen dem durch MRT berechneten HFC und dem HFC(Path) wurde mit einem nichtlinearen Saturation-Growth-Model bestimmt. Die Korrelation betrug rspearman = 0.89. Ein Kruskal-Wallis-Test zeigte keine signifikanten Unterschiede der SIFAT für unterschiedliche Fibrosegrade (p = 0,90) und unterschiedliche Eisengehalte der Leber (p = 0.76). Die mikrovesikuläre Fetteinlagerung zeigte signifikant niedrigere Signalintensitäten als makrovesikuläre oder gemischt makro- und mikrovesikuläre Fetteinlagerungen (p = 0,01). Schlussfolgerung: Die Drei-Punkt-Dixon-MRT mit adjustierten T2*-Effekten ist eine geeignete, nichtinvasive Methode zur Beurteilung und Quantifizierung des Leberfettgehalts ohne zuvor publizierte Limitationen durch Siderose und Zirrhose.
  • OBJECTIVE: To investigate three-echo T2*-corrected Dixon magnetic resonance imaging (MRI) for noninvasively estimating hepatic fat content (HFC) compared with biopsy. MATERIALS AND METHODS: One hundred patients (50 men, 50 women; mean age, 57.7±14.2 years) underwent clinically indicated liver core biopsy (102 valid tissue samples) and liver MRI 24 to 72 hours later. MRI was performed at 1.5T (Magnetom Avanto, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) using Dixon imaging with T2* correction (work in progress, WIP-432.rev.1, Siemens Healthcare). An ultrafast breath-hold three-echo 3D-gradient echo sequence with TR/TE1/TE2/TE3 of 11/2.4/4.8/9.6 milliseconds, and online calculation of T2*-corrected water images (signal intensities of water [SIW]), fat images (SIF), and fat content map (SIFAT=10×SIF/(SIW+SIF)) was used. SIs of the calculated fat content map (SIFAT) were verified using the histologically quantified HFC (HFC(path)). Spearman correlation for HFC(path) and SIFAT was calculated. Stage of fibrosis, hepatic iron content, and patterns of liver fat (macrovesicular, microvesicular, mixed) and their influence on predicting HFC by MRI were determined. RESULTS: Correlation between SIFAT and HFC(path) was rspearman=0.89. Agreement between HFC predicted by MRI and HFC(path) calculated by nonlinear saturation-growth regression was rspearman=0.89. Kruskal-Wallis analysis revealed no significant difference for SIFAT across fibrosis grades (P=0.90) and liver iron content (P=0.76). Regarding the cellular architecture of liver fat, the microvesicular pattern showed lower mean ranks in SI than macrovesicular and mixed patterns (P=0.01). CONCLUSION: T2*-corrected Dixon MRI is a noninvasive tool for estimating HFC, showing excellent correlation with liver biopsy without being limited by liver iron content and fibrosis/cirrhosis.

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Metadaten
Author: Robert Thiel
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001524-6
Title Additional (English):Noninvasive quantification of hepatic fat content using three-echo dixon magnetic resonance imaging with correction for T2* relaxation effects.
Advisor:Prof. Dr. Ralf Puls
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2013/06/04
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2013/05/16
Release Date:2013/06/04
Tag:Fettquantifizierung, Leberfettgehalt, MRT, T2*-Effekt
Magnetic Resonance Imaging, chemical shift, relaxation effects
GND Keyword:Fettleber, NMR-Tomographie, chemische Verschiebung
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Diagnostische Radiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit