Möglichkeiten zur Reduktion von Suszeptibilitätsartefakten durch Mikrochips bei Untersuchungen im 0,5-Tesla-Magnetresonanztomographen

Zusammenfassung

Gegenstand und Ziel: Mikrochips führen bei der Magnetresonanztomographie (MRT) zu gravierenden fokalen Bildstörungen. Diese Suszeptibilitätsartefakte können die Beurteilbarkeit der Halsregion erheblich einschränken. Ziel der Studie war, den Einfluss des Sequenztyps auf die Größe des Artefakts zu untersuchen und herauszufinden, welche Möglichkeiten zur Artefaktreduktion bei Veränderung bestimmter Sequenzparameter bestehen. Weiterhin sollte geklärt werden, wie groß der Abstand zwischen Spinalkanal und Mikrochip mindestens sein muss, um spinale Strukturen beurteilen zu können. Material und Methoden: Die Untersuchungen erfolgten an Kadavern von 26 Katzen und zwei Hunden. An einem 0,5-Tesla-MRT wurde für verschiedene Sequenztypen (SE, TSE, GRE) und Kombinationen modifizierter Sequenzparameter (TE, Voxelgröße, Ausleserichtung) das Ausmaß des Artefakts ermittelt. Eine ergänzende computertomographische Untersuchung diente dazu, die Distanz zwischen Spinalkanal und Mikrochip zu messen. Ergebnisse: Die geringsten Artefaktgrößen zeigten sich bei einer T1-gewichteten TSE-Sequenz mit kleiner Echozeit (10 ms) und kleiner Voxelgröße (große Scanmatrix von 256 x 256 Pixel, kleines Field of View von 160 mm, geringe Schichtdicke von 2 mm). Durch Anpassung der Phasen-/Frequenzkodierung war es möglich, die Form der Bildstörung und die Richtung der maximalen Ausdehnung des Artefakts zu beeinflussen. Lag das Zentrum des Mikrochips näher als 19 mm von der Mitte des Wirbelkanals entfernt, ließen sich auch mit dieser optimierten Sequenz die spinalen Strukturen auf Höhe des Mikrochips nicht beurteilen. Schlussfolgerung und klinische Relevanz: Besonders bei kleinen Hunden und Katzen ist die Gefahr groß, dass durch die geringe Distanz zwischen Mikrochip und Wirbelsäule diagnoserelevante Bildinformationen durch Suszeptibilitäten verloren gehen. Durch die Wahl der Sequenzparameter sind Größe und Form von Suszeptibilitätsartefakten in bedeutendem Umfang beeinflussbar. Eine T1-gewichtete TSE-Sequenz bietet dabei das größte Potenzial zur Artefaktunterdrückung.

Summary

Objective: Microchips contain ferromagnetic materials, which lead to severe focal image interferences when performing magnetic resonance imaging (MRI). Very small animals are particularly prone to these susceptibility artifacts, which may hinder analysis of the neck-region MRI image. We investigated the impact of sequence type on the artifact’s size and determined the optimal imaging parameters to minimize these artifacts. Furthermore, the minimum distance between the microchip and the spinal canal required to assess the spinal structures should be determined. Material and methods: Investigations were performed on the cadavers of 26 cats and two dogs using a low-field MRI System (field strength 0.5 Tesla). To quantify susceptibility artifacts, several sequence types (spin echo, turbo-spin echo (TSE), gradient echo) and imaging parameters (echo time (TE), voxel volume, frequency direction) were systematically varied. Additionally, computed tomography imaging was performed to determine the distance between the microchip and the spinal canal. Results: The size of the artifact was smallest with T1-weighted TSE sequences. A short TE (10 ms) and a small voxel size (acquisition matrix 256 x 256 pixels, field of view 160 mm, slice thickness 2 mm) significantly reduced artifact size. Furthermore, it could be shown that by changing the frequency-and phase-encoding direction, the shape and orientation of the maximum dimension of the artifact could be influenced. Even when using an optimized T1-weighted TSE sequence, it was impossible to evaluate the spinal cord when the distance between the microchip and the center of the spinal canal was <19 mm. Conclusion and clinical relevance: In MR studies of the cervical spine of small dogs and cats, microchips can cause severe susceptibility artifacts. Because of the small distance between the microchip and the spinal structures, spinal evaluation may be limited or impossible. The investigations demonstrated that the adjustment of sequence parameters helps to significantly minimize artifact size and shape. The greatest reduction in artifact size was achieved by using a T1-weighted TSE sequence.

Schlüsselwörter

Niederfeld-Magnetresonanztomographie - Suszeptibilität - Hund - Katze - Transponder - Bildgebung

Keywords

Low-field magnetic resonance imaging (MRI) - susceptibility - dog - cat - radiofrequency identification device - imaging techniques

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