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European Radiology

Volumetric dynamic oxygen-enhanced MRI (OE-MRI): comparison with CT Brody score and lung function in cystic fibrosis patients

  • 13.04.2018
  • Chest
Erschienen in:
Verfasst von
K. Martini
C. M. Gygax
C. Benden
A. R. Morgan
G. J. M. Parker
T. Frauenfelder
Erschienen in
European Radiology | Ausgabe 10/2018

Abstract

Objectives

To demonstrate, in patients with cystic fibrosis (CF), the correlation between three-dimensional dynamic oxygen-enhanced magnetic resonance imaging (OE-MRI) measurements and computed tomography Brody score (CF-CT) and lung function testing (LFT).

Methods

Twenty-one patients (median age, 25 years; female, n = 8) with a range of CF lung disease and five healthy volunteers (median age, 31 years; female, n = 2) underwent OE-MRI performed on a 1.5-T MRI scanner. Coronal volumes were acquired while patients alternately breathed room air and 100% oxygen. Pre-oxygen T1 was measured. Dynamic series of T1-weighted volumes were then obtained while breathing oxygen. T1-parameter maps were generated and the following OE-MRI parameters were measured: oxygen uptake (ΔPO2max), wash-in time and wash-out time. High-resolution CT and LFT were performed. The relationship between CF-CT, LFT and OE-MRI parameters were evaluated using Pearson correlation for the whole lung and regionally.

Results

Mean CF-CT was 24.1±17.1. Mean ΔPO2max and mean wash-in as well as skewness of wash-out showed significant correlation with CF-CT (ΔPO2max: r = -0.741, p < 0.001; mean wash-in: r = 0.501, p = 0.017; skewness of wash-out: r = 0.597, p = 0.001). There was significant correlation for the whole lung and regionally between LFT parameters and OE-MR (ΔPO2max: r = 0.718, p < 0.001; wash-in: r = -0.576, p = 0.003; wash-out skewness: r = -0.552, p = 0.004).

Conclusions

Functional lung imaging using OE-MRI has the capability to assess the severity of CF lung disease and shows a significant correlation with LFT and CF-CT.

Key points

• Oxygen-enhanced MRI might play a future role in evaluation and follow-up of cystic fibrosis.
• Heterogeneity of parameter maps reflects localised functional impairment in cystic fibrosis.
• Avoidance of cumulative radiation burden in CF is feasible using OE-MRI.
Titel
Volumetric dynamic oxygen-enhanced MRI (OE-MRI): comparison with CT Brody score and lung function in cystic fibrosis patients
Verfasst von
K. Martini
C. M. Gygax
C. Benden
A. R. Morgan
G. J. M. Parker
T. Frauenfelder
Publikationsdatum
13.04.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Radiology / Ausgabe 10/2018
Print ISSN: 0938-7994
Elektronische ISSN: 1432-1084
DOI
https://doi.org/10.1007/s00330-018-5383-5
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Bildnachweise
Hirnmetastase eines nichtkleinzelligen Lungenkarzinoms frontal rechts/© Diehl, C., Combs, S.E. / all rights reserved Springer Medizin Verlag GmbH, Lungenkrebsscreening per Low-Dose-Computertomographie/© Ladage D., Delorme S. / all rights reserved Springer Medizin Verlag GmbH, Arzt beim Recherchieren/© kozirsky / Fotolia, Durchführung einer Mammografie/© Valerii Apetroaiei / stock.adobe.com (Symbolbild mit Fotomodellen)