Advantages and limitations of whole-body bone marrow MRI using turbo-STIR sequences in comparison to planar bone scans

Summary

At modern MRI tomographs the whole body can be screened for bone marrow metastases within 45 min. Aim of this study was to evaluate the diagnostic advantages and disadvantages of a whole-body bone marrow MRI protocol using Turbo Short Tau Inversion Recovery [STIR] sequences in comparison to planar bone scintigraphy (SZ). Patients and methods: In order to screen for bone metastases within two weeks SZ and whole-body MRI with Turbo-STIR-sequences were performed in 20 patients with known breast cancer. For further evaluation five regions were defined: scull, spine including the pelvis, femora, humeri and ribs including scapulae and sternum. Results: In 9/20 patients neither with SZ nor with MRI bone metastases were detected (staging M0). Among the remaining 11 patients SZ detected 109 and MRI 150 lesions which were typical for bone metastases. All of these 11 patients were staged Ml correspondingly with both methods. Within the thorax (ribs, sternum, scapulae) MRI discovered only 6/17 and within the scull 0/6 lesions which were suspicious for metastases in SZ. Inversely MRI identified much more metastatic lesions than SZ within the femora (20/16), the humeri (14/12) and the spine including the pelvis (110/58). Conclusions: Susceptibility-, truncation*, chemical-shift-, third arm- and particularly pulsation artifacts along with the impossibility to chose slice orientation equally advantageous for all regions of the body cause impaired image quality of MRI whole body scanning. Therefore, concerning the detection rate of bone metastases within the thorax (ribs, sternum and scapulae) and the scull, conventional Turbo-STIR-MRI whole-body scans are even less accurate than conventional planar bone scintigraphy in those regions.

Zusammenfassung

An modernen Kerspintomographen ist es möglich, innerhalb von 45 Minuten den ganzen Körper abzubilden und auf ossäre Metastasen zu untersuchen. Ziel dieser Studie war, die Vor- und Nachteile einer Ganzkörper-Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) mit Turbo-Short Tau Inversion Recovery [STIR]-Sequenzen im Vergleich zur planeren Skelettszintigraphie (SZ) zu bestimmen. Patienten/Methodik: Bei 20 Patientinnen mit Mammakarzinom wurde zum Ausschluss bzw. Nachweis von ossären Metastasen innerhalb von zwei Wochen eine SZ sowie eine Ganzkörper-MRT mit Turbo-STIR-Sequenzen durchgeführt. Für die vergleichende Auswertung wurden fünf Regionen definiert: Schädel, Wirbelsäule (WS) mit Becken, Femura, Humeri und Rippenthorax einschließlich der Scapulae und des Sternums. Ergebnisse: Bei 9/20 Patientinnen wurden weder mit der SZ noch mit der MRT Hinweise auf Metastasen gefunden (M0-Stadium). Bei den übrigen 11 Patientinnen ließen sich mit der SZ insgesamt 109 und mit der MRT 150 metastasentypische Läsionen nachweisen. Alle 11 Patientinnen wurden übereinstimmend mit beiden Methoden dem Ml-Stadium zugerechnet. Im Thoraxbereich (Rippen, Sternum, Scapula) waren mit der MRT nur 6/17 und in der Kalotte 0/6 der skelettszintigraphisch auffälligen Herde zu lokalisieren. Umgekehrt ließen sich in den Femura (20/16), den Humeri (14/12), der WS und dem Becken (110/58) deutlich mehr metastasentypische Herde identifizieren als mit der SZ. Schlussfolgerungen: Da die Schichtführung bei der Ganzkörper-MRT nicht für alle Körperregionen gleichermaßen vorteilhaft gewählt werden kann sowie wegen Suszeptibilitäts-, Truncation-, Chemical-Shift-, Third Arm- und im bésonderen Pulsations-Artefakten ist die Ganzkörper-MRT im Bereich des Thorax (Rippen, Sternum und Scapulae) sowie der Schädelkalotte in der Diagnostik ossärer Metastasen selbst der planaren Skelettszintigraphie unterlegen.

Keywords

Whole body MRI - artifacts - bone scintigraphy - bone metastases - breast cancer

Schlüsselwörter

Kernspintomographie - MRT - Artefakte - Knochenszintigraphie - ossäre Metastasen - Mammakarzinom

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