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Erschienen in:

16.01.2024 | Magnetresonanztomografie | Leitthema

Lungenbildgebung in der Niederfeld-Magnetresonanztomographie

verfasst von: Maximilian Hinsen, Rafael Heiss, Armin M. Nagel, Simon Lévy, Michael Uder, Sebastian Bickelhaupt, PD Dr. med. Matthias S. May

Erschienen in: Zeitschrift für Pneumologie | Ausgabe 1/2024

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Zusammenfassung

Hintergrund

Die Untersuchung der Lunge mit der Magnetresonanztomographie (MRT) geht mit hohen Herausforderungen einher und konnte sich im klinischen Alltag bisher nicht durchsetzen. Aktuelle Entwicklungen der Niederfeld-MRT, in Kombination mit neuen computergestützten Aufnahme- und Auswertungsalgorithmen, versprechen neue Perspektiven für die bildgebende Diagnostik pulmonaler Erkrankungen.

Ziel dieser Arbeit

Diese Übersichtsarbeit soll ein Verständnis der physikalischen Vorteile der Niederfeld-MRT für die Lungenbildgebung vermitteln, einen Überblick über die spärlich vorhandenen Vorkenntnisse aus der Literatur bieten und erste Ergebnisse eines neu entwickelten Niederfeld-MRT präsentieren.

Methoden

Inhalte dieses Artikels basieren auf physikalischen Grundlagen, Recherchen in Literaturdatenbanken und eigenen Erfahrungen in der Lungenbildgebung mit einem modernen 0,55-T-MRT.

Schlussfolgerung

Die Niederfeld-MRT (< 1 T) kann technische und ökonomische Vorteile gegenüber höheren Feldstärken für die Lungenbildgebung haben. Die physikalischen Voraussetzungen sind aufgrund geringerer Suszeptibilitätseffekte, längerer transversaler Relaxationszeiten und niedrigerer spezifischer Absorptionsraten besonders für die Anatomie der Lunge vorteilhaft. Die geringeren Anschaffungs- und Betriebskosten haben zudem ein großes Potenzial, die Verfügbarkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Nachhaltigkeit zu verbessern. Durch die Kombination moderner Sequenzen und computergestützter Auswertungen kann die morphologische Bildgebung um orts- und zeitaufgelöste funktionelle Untersuchungen der Lunge ohne Strahlenbelastung ergänzt werden. Sowohl für kritische Szenarien, wie Screening und engmaschiges Therapiemonitoring, als auch für besonders gefährdete Patientengruppen könnten Lücken geschlossen werden. Dazu gehören beispielsweise akute und chronische Lungenerkrankungen bei Kindern oder die Abklärung einer Lungenembolie bei Schwangeren.

Nekolla EA, Schegerer AA, Griebel J et al (2017) Frequency and doses of diagnostic and interventional X‑ray applications: trends between 2007 and 2014. Radiologe 57:555–562. https://doi.org/10.1007/s00117-017-0242-yCrossRefPubMed

Traub M, Stevenson M, McEvoy S et al (2007) The use of chest computed tomography versus chest X‑ray in patients with major blunt trauma. Injury 38:43–47. https://doi.org/10.1016/j.injury.2006.07.006CrossRefPubMed

Campbell-Washburn AE (2020) 2019 American thoracic society BEAR cage winning proposal: lung imaging using high-performance low-field magnetic resonance imaging. Am J Respir Crit Care Med 201:1333–1336. https://doi.org/10.1164/rccm.201912-2505EDCrossRefPubMedPubMedCentral

Bergin CJ, Glover GH, Pauly JM (1991) Lung parenchyma: magnetic susceptibility in MR imaging. Radiology 180:845–848. https://doi.org/10.1148/radiology.180.3.1871305CrossRefPubMed

Ohno Y, Koyama H, Yoshikawa T et al (2016) Pulmonary high-resolution ultrashort TE MR imaging: comparison with thin-section standard- and low-dose computed tomography for the assessment of pulmonary parenchyma diseases. J Magn Reson Imaging 43:512–532. https://doi.org/10.1002/jmri.25008CrossRefPubMed

Wielpütz MO, Lee HY, Koyama H et al (2018) Morphologic characterization of pulmonary nodules with ultrashort TE MRI at 3T. AJR Am J Roentgenol 210:1216–1225. https://doi.org/10.2214/ajr.17.18961CrossRefPubMed

Campbell-Washburn AE, Ramasawmy R, Restivo MC et al (2019) Opportunities in Interventional and diagnostic imaging by using high-performance low-field-strength MRI. Radiology 293:384–393. https://doi.org/10.1148/radiol.2019190452CrossRefPubMed

Hatabu H, Ohno Y, Gefter WB et al (2020) Expanding applications of pulmonary MRI in the clinical evaluation of lung disorders: Fleischner society position paper. Radiology 297:286–301. https://doi.org/10.1148/radiol.2020201138CrossRefPubMed

Pipe JG (1999) Motion correction with PROPELLER MRI: application to head motion and free-breathing cardiac imaging. Magn Reson Med 42:963–969. https://doi.org/10.1002/(sici)1522-2594(199911)42:5〈963::aid-mrm17〉3.0.co;2‑lCrossRefPubMed

10.

Biederer J, Hintze C, Fabel M (2008) MRI of pulmonary nodules: technique and diagnostic value. Cancer Imaging 8:125–130. https://doi.org/10.1102/1470-7330.2008.0018CrossRefPubMedPubMedCentral

11.

Meier-Schroers M, Homsi R, Schild HH et al (2019) Lung cancer screening with MRI: characterization of nodules with different non-enhanced MRI sequences. Acta Radiol 60:168–176. https://doi.org/10.1177/0284185118778870CrossRefPubMed

12.

Javed A, Ramasawmy R, O’Brien K et al (2021) Self-gated 3D stack-of-spirals UTE pulmonary imaging at 0.55T. Magn Reson Med. https://doi.org/10.1002/mrm.29079CrossRefPubMedPubMedCentral

13.

Qi LP, Zhang XP, Tang L et al (2009) Using diffusion-weighted MR imaging for tumor detection in the collapsed lung: a preliminary study. Eur Radiol 19:333–341. https://doi.org/10.1007/s00330-008-1134-3CrossRefPubMed

14.

Liu J, Yang X, Li F et al (2011) Preliminary study of whole-body diffusion-weighted imaging in detecting pulmonary metastatic lesions from clear cell renal cell carcinoma: comparison with CT. Acta Radiol 52:954–963. https://doi.org/10.1258/ar.2011.110121CrossRefPubMed

15.

Li B, Li Q, Chen C et al (2014) A systematic review and meta-analysis of the accuracy of diffusion-weighted MRI in the detection of malignant pulmonary nodules and masses. Acad Radiol 21:21–29. https://doi.org/10.1016/j.acra.2013.09.019CrossRefPubMed

16.

Sodhi KS, Sharma M, Saxena AK et al (2017) MRI in thoracic tuberculosis of children. Indian J Pediatr 84:670–676. https://doi.org/10.1007/s12098-017-2392-3CrossRefPubMed

17.

Heiss R, Grodzki DM, Horger W et al (2021) High-performance low field MRI enables visualization of persistent pulmonary damage after COVID-19. Magn Reson Imaging 76:49–51. https://doi.org/10.1016/j.mri.2020.11.004CrossRefPubMed

18.

Anjorin A, Schmidt H, Posselt HG et al (2008) Comparative evaluation of chest radiography, low-field MRI, the Shwachman-Kulczycki score and pulmonary function tests in patients with cystic fibrosis. Eur Radiol 18:1153–1161. https://doi.org/10.1007/s00330-008-0884-2CrossRefPubMed

19.

Wielpütz MO, von Stackelberg O, Stahl M et al (2018) Multicentre standardisation of chest MRI as radiation-free outcome measure of lung disease in young children with cystic fibrosis. J Cyst Fibros 17:518–527. https://doi.org/10.1016/j.jcf.2018.05.003CrossRefPubMed

20.

Ciet P (2021) MRI in interstitial lung disease (M-ILD): a momentum to innovate lung diagnostic. Thorax. https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2020-216382CrossRefPubMed

21.

Heiss R, Nagel AM, Laun FB et al (2021) Low-field magnetic resonance imaging: a new generation of breakthrough technology in clinical imaging. Invest Radiol 56:726–733. https://doi.org/10.1097/rli.0000000000000805CrossRefPubMed

22.

Fink C, Puderbach M, Bock M et al (2004) Regional lung perfusion: assessment with partially parallel three-dimensional MR imaging. Radiology 231:175–184. https://doi.org/10.1148/radiol.2311030193CrossRefPubMed

23.

Leung DA, McKinnon GC, Davis CP et al (1996) Breath-hold, contrast-enhanced, three-dimensional MR angiography. Radiology 200:569–571. https://doi.org/10.1148/radiology.200.2.8685359CrossRefPubMed

24.

Kluge A, Gerriets T, Lange U et al (2005) MRI for short-term follow-up of acute pulmonary embolism. Assessment of thrombus appearance and pulmonary perfusion: a feasibility study. Eur Radiol 15:1969–1977. https://doi.org/10.1007/s00330-005-2760-7CrossRefPubMed

25.

Allen BD, Schiebler ML, François CJ (2020) Pulmonary vascular disease evaluation with magnetic resonance angiography. Radiol Clin North Am 58:707–719. https://doi.org/10.1016/j.rcl.2020.02.006CrossRefPubMed

26.

Johns CS, Swift AJ, Rajaram S et al (2017) Lung perfusion: MRI vs. SPECT for screening in suspected chronic thromboembolic pulmonary hypertension. J Magn Reson Imaging 46:1693–1697. https://doi.org/10.1002/jmri.25714CrossRefPubMedPubMedCentral

27.

Willmering MM, Niedbalski PJ, Wang H et al (2020) Improved pulmonary (129) Xe ventilation imaging via 3D-spiral UTE MRI. Magn Reson Med 84:312–320. https://doi.org/10.1002/mrm.28114CrossRefPubMed

28.

Lee EY, Sun Y, Zurakowski D et al (2009) Hyperpolarized 3He MR imaging of the lung: normal range of ventilation defects and PFT correlation in young adults. J Thorac Imaging 24:110–114. https://doi.org/10.1097/RTI.0b013e3181909f4aCrossRefPubMed

29.

Woods JC, Conradi MS (2018) (3)He diffusion MRI in human lungs. J Magn Reson 292:90–98. https://doi.org/10.1016/j.jmr.2018.04.007ADSCrossRefPubMedPubMedCentral

30.

Altes TA, Salerno M (2004) Hyperpolarized gas MR imaging of the lung. J Thorac Imaging 19:250–258. https://doi.org/10.1097/01.rti.0000142837.52729.38CrossRefPubMed

31.

Ohno Y, Nishio M, Koyama H et al (2014) Oxygen-enhanced MRI for patients with connective tissue diseases: comparison with thin-section CT of capability for pulmonary functional and disease severity assessment. Eur J Radiol 83:391–397. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2013.11.001CrossRefPubMed

32.

Bauman G, Puderbach M, Deimling M et al (2009) Non-contrast-enhanced perfusion and ventilation assessment of the human lung by means of fourier decomposition in proton MRI. Magn Reson Med 62:656–664. https://doi.org/10.1002/mrm.22031CrossRefPubMed

33.

Voskrebenzev A, Gutberlet M, Klimeš F et al (2018) Feasibility of quantitative regional ventilation and perfusion mapping with phase-resolved functional lung (PREFUL) MRI in healthy volunteers and COPD, CTEPH, and CF patients. Magn Reson Med 79:2306–2314. https://doi.org/10.1002/mrm.26893CrossRefPubMed

34.

Gillies RJ, Kinahan PE, Hricak H (2016) Radiomics: images are more than pictures, they are data. Radiology 278:563–577. https://doi.org/10.1148/radiol.2015151169CrossRefPubMed

35.

Aerts HJ, Velazquez ER, Leijenaar RT et al (2014) Decoding tumour phenotype by noninvasive imaging using a quantitative radiomics approach. Nat Commun 5:4006. https://doi.org/10.1038/ncomms5006ADSCrossRefPubMed

Titel: Lungenbildgebung in der Niederfeld-Magnetresonanztomographie
verfasst von: Maximilian Hinsen
Rafael Heiss
Armin M. Nagel
Simon Lévy
Michael Uder
Sebastian Bickelhaupt
PD Dr. med. Matthias S. May
Publikationsdatum: 16.01.2024
Verlag: Springer Medizin
Schlagwörter: Magnetresonanztomografie
Magnetresonanztomografie
Ionisierende Strahlen
Pneumologie
Internistische Diagnostik
Erschienen in: Zeitschrift für Pneumologie / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 2731-7404
Elektronische ISSN: 2731-7412
DOI: https://doi.org/10.1007/s10405-024-00543-2

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