7 Tesla Chlorine (³⁵Cl) and Sodium (²³Na) MR Imaging of an Enchondroma

Abstract

We demonstrated the feasibility of 7 Tesla sodium (²³Na) and chlorine (³⁵Cl) MRI of a solitary enchondroma. For this, we established dedicated sequences on a 7-Tesla whole-body system with the following key parameters for ³⁵Cl MRI: TE/TR = 0.35/60 ms, T_RO = 5 ms, α = 90°, Δx³ = (6 mm)³, 3 averages, T_acq = 30 min and for ²³Na MRI: TE/TR = 0.4/101 ms, T_RO = 10ms; α = 90°; Δx³ = (1.9 mm)³, 3 averages, T_acq = 30 min 18 s. The measured apparent Na⁺ concentration was 255 mmol/l and was approximately 7-fold higher than the apparent Cl^– concentration with about 36 mmol/l. Additionally, repeated proton MRI examinations demonstrated constant but subtle growth (≈ 0.65 ml/year) over 14 years. In conclusion, enchondromas obviously have a high contrast-to-noise ratio when compared with the normal bone marrow in ²³Na and ³⁵Cl MRI, which may contribute to detection and differentiation in unclear or subtle cases.

Key Points:

• High magnetic field strengths (e. g., 7 Tesla) enable sodium (²³Na) and chlorine (³⁵Cl) MRI of solitary cartilage-forming tumors like enchondromas with nominal spatial resolutions of (1.9 mm)³ (²³Na MRI) and (6 mm)³ (³⁵Cl MRI).

• Measured median tumoral apparent Na⁺ and Cl^- concentrations were nearly 13 times higher and 3 times higher than in normal muscle tissue, respectively.

• Enchondromas have a high contrast-to-noise-ratio when compared with the normal bone marrow in ²³Na and ³⁵Cl MRI, which may contribute to detection and differentiation in unclear or subtle cases.

Citation Format

• Weber M, Seyler L, Nagel AM. 7 Tesla Chlorine (³⁵Cl) and Sodium (²³Na) MR Imaging of an Enchondroma. Fortschr Röntgenstr 2021; 193: 1207 – 1211

Zusammenfassung

Wir zeigen die Machbarkeit der 7-Tesla Natrium (²³Na–) und Chlor (³⁵Cl)-MRT eines solitären Enchondroms. Zu diesem Zweck haben wir spezielle Sequenzen auf einem 7-Tesla-Ganzkörpersystem mit den folgenden Parametern etabliert: für die ³⁵Cl-MRT TE/TR = 0,35/60 ms, T_RO = 5 ms, α = 90°, Δx³ = (6 mm)³, 3 Mittelungen, T_acq = 30 min und für ²³Na-MRT TE/TR = 0,4/101 ms, T_RO = 10 ms; α = 90°; Δx³ = (1,9 mm)³, 3 Mittelungen, T_acq = 30 min 18 s. Die gemessene scheinbare Na⁺-Konzentration betrug 255 mmol/l und war etwa 7-fach höher als die scheinbare Cl^–-Konzentration mit etwa 36 mmol/l. Darüber hinaus zeigten wiederholte Protonen-MRT-Untersuchungen über 14 Jahre ein konstantes, geringes Wachstum (≈ 0,65 ml/Jahr). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Enchondrome im Vergleich zum normalen Knochenmark in der ²³Na- und ³⁵Cl-MRT offensichtlich ein hohes Kontrast-Rausch-Verhältnis aufweisen, was in unklaren oder subtilen Fällen zur Erkennung und Differenzierung beitragen kann.

Kernaussagen:

• Hohe Magnetfeldstärken (z. B. 7 Tesla) ermöglichen Natrium (²³Na) und Chlor (³⁵Cl) MRT von solitären knorpelbildenden Tumoren wie Enchondromen mit nominellen räumlichen Auflösungen von (1,9 mm)³ (²³Na-MRT) und (6 mm)³ (³⁵Cl-MRT).

• Die medianen scheinbaren Konzentrationen von Na⁺ und Cl^– in einemsolitären Enchondrom waren fast 13-fach bzw. 3-fach höher als in normalem Muskelgewebe.

• Enchondrome weisen im Vergleich zum normalen Knochenmark bei 23Na- und 35Cl-MRT ein hohes Kontrast-Rausch-Verhältnis auf, das in unklaren oder subtilen Fällen zur besseren Erkennung und Differenzierung beitragen kann.

Publication History

Article published online:
12 August 2021

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