Klinisches MR-PET
Die Positronen-Emissions-Tomographie ist ein weit verbreitetes und bewährtes Instrument für die klinische Tumordiagnose. Die Methode ergänzt die CT- und MR-Bildgebung in Bezug auf ihre Stoffwechselspezifität und hilft bei der Beurteilung der Bösartigkeit und Ausdehnung des Tumorgewebes. Die neue MR-PET-Hybridtechnologie hat den Vorteil, dass PET und MRT zeitlich und räumlich ko-registriert gemessen werden. Dies verkürzt die Messzeit und erleichtert die Compliance der Patienten erheblich. Sie ermöglicht die gleichzeitige Erfassung von strukturellen (MPRAGE und DTI), funktionellen (fMRI) und metabolischen (PET sowie MR-Spektroskopie) Daten. Diese Studie zeigt, wie ein vielseitiges multimodales Protokoll in einer klinischen Routineeinrichtung mit einer Scanzeit von ca. 45 Minuten und gleichzeitiger Erfassung von PET- und MR-Daten durchgeführt werden kann.
Nach der Injektion von 200 MBq FET wurde eine kombinierte MR-PET-Untersuchung mit einem 3-Tesla-MAGNETOM-Tim-Trio-System von Siemens durchgeführt, das mit einem BrainPET-Einsatz ausgestattet war. Die Dauer des BrainPET-Scans betrug 45 Minuten, und gleichzeitig wurde eine MRT-Untersuchung durchgeführt. Das 20-40 Minuten nach der Injektion summierte und iterativ rekonstruierte PET-Bildvolumen umfasste 153 Ebenen mit 256 x 256 Voxeln von 1,253 mm3. Die anatomischen Bilder wurden mit einer T1-gewichteten MP-RAGE-Sequenz mit einer Scanzeit von 9 Minuten aufgenommen. Die Matrixgröße betrug 256 x 256 x 192, um eine isotrope Auflösung von 1 mm zu erreichen. Die DTI-Daten wurden mit einer diffusionsgewichteten EPI-Doppelspin-Echo-Sequenz unter Verwendung von GRAPPA mit Beschleunigungsfaktor 2 aufgenommen. Die Echolaufzeit betrug 86 ms und die Wiederholungszeit 6200 ms. Die Matrixgröße betrug 128 x 128 und es wurden 50 Schichten mit Voxeln von 1,9 x 1,9 x 2,85 mm3 aufgenommen. Es wurden insgesamt 30 Diffusionsgradientenrichtungen mit einem b-Wert von 1000 verwendet. Während der 13-minütigen Scanzeit wurden vier Mittelwerte gebildet. Die fMRI-Daten im Ruhezustand wurden mit Spin-Echo-EPI unter Verwendung von Echo- und Wiederholungszeiten (TE/TR) von 30 ms/2000 ms erfasst. Insgesamt wurden 180 Messungen in 6 Minuten Akquisitionszeit für 33 Schichten mit einer Matrixgröße von 64 x 64 und einem FOV von 192 x 192 mm2 durchgeführt. Die DTI- und fMRI-Daten wurden mit FSL verarbeitet. Die MR-Spektroskopie wurde mit einer spinechogewichteten CSI-Sequenz mit einer Echozeit von 30 ms durchgeführt. Eine einzelne Ebene für die spektroskopische Bildgebung mit einer Matrixgröße von 12 x 12 wurde auf der Grundlage der zuvor aufgenommenen MP-RAGE-Bilder sorgfältig in der Tumorregion platziert. Zur Fettunterdrückung wurden 8 Sättigungsbänder verwendet, und das Shimming wurde automatisch durchgeführt. Die fusionierten Bilder wurden mit VINCI erstellt. Bei der Patientin (37 Jahre, weiblich) wurde ein niedriggradiges Gliom im linken frontalen Temporalbereich diagnostiziert. Sie wurde in eine Studie aufgenommen, die von der zuständigen Ethikkommission akzeptiert wurde; sie gab vor der Teilnahme eine schriftliche, informierte Zustimmung. Abbildung 1 zeigt transversale, koronale und sagittale Schnitte von fusionierten Bildern, die MP-RAGE, DTI FA-map, fMRI im Ruhezustand und FET-PET-Daten umfassen. Die MP-RAGE-Bilder sind im Hintergrund in Graustufen dargestellt. Eine Karte der fraktionierten Diffusionsanisotropie ist in rot bis gelb dargestellt. Die Intensität des gemessenen FET-PET nimmt von violett nach rot zu. Die fraktionelle Anisotropie in der Region mit erhöhter FET-Aufnahme ist gegenüber vergleichbaren Regionen auf der kontralateralen Seite um 60 % reduziert. In grauer bis weißer Farbkodierung ist ein ausgewähltes Standardnetzwerk im Ruhezustand überlagert, das ein seitliches Ungleichgewicht aufweist, das möglicherweise auf das Tumorwachstum zurückzuführen ist. Die mit CSI gewonnenen MR-Spektroskopiedaten, die in Abbildung 2 dargestellt sind, basieren auf dem Verhältnis von Cholin / NAA. Die CSI-Ergebnisse stimmen nur teilweise mit der durch die PET-Reaktion angezeigten Tumorgröße überein.