Präzise und genaue Messung von Protonen T1 im menschlichen Gehirn in vivo: Validierung und erste klinische Anwendung

Präzise und genaue Inversionswiederherstellungs-(PAIR-)Magnetresonanz-(MR)-Messungen von T1 wurden in acht Hirnregionen und der Zerebrospinalflüssigkeit von 26 gesunden Probanden erhalten. Die Genauigkeit der Technik wurde durch die Messung von T1 in kleinen Flüssigkeitsvolumina mit der PAIR-Technik und mit zwei unabhängigen spektroskopischen Techniken bewertet. Der durchschnittliche Unterschied zwischen T1, das mit PAIR und mit den beiden spektroskopischen Techniken gemessen wurde, betrug 3,1 % +/- 1,3. Die Präzision (Reproduzierbarkeit) der Messungen mit der PAIR-Technik war ausgezeichnet. Der Variationskoeffizient (CV) über 16 Messungen in einem Kopfphantom betrug 2,0 %, verglichen mit einem CV von 2,7 % über 45 separate Messungen in einem einzelnen Probanden. Der innerhalb der Probanden liegende CV betrug 1,8 % +/- 0,6 in der weißen Substanz und 1,4 % +/- 1,0 in den Basalganglien. Der zwischen den Probanden liegende CV in 26 gesunden Freiwilligen betrug 3,6 % +/- 0,6 in der weißen Substanz und 4,1 % +/- 1,9 in den Basalganglien. Ein Vergleich zwischen einem Patienten mit einem aktiven wiederkehrenden Hirntumor und einem altersgematchten Patienten mit einem inaktiven Hirntumor zeigte, dass T1 im Gehirn des aktiven Tumorpatienten signifikant erhöht war, insbesondere in den weißen Substanzbahnen, obwohl im Standard-MR-Bildern kein Tumor oder Ödem in der weißen Substanz nachgewiesen wurde. Vergleiche zwischen fünf Hirntumorpatienten und vier gesunden Probanden ähnlichen Alters zeigten, dass T1 in den weißen Substanzbahnen sowie im Nucleus caudatus, Putamen und Thalamus signifikant und erheblich erhöht war. Diese Ergebnisse stimmen mit der Hypothese überein, dass weiße Substanzbahnen selektiv anfällig für Ödeme sind und dass T1-Erhöhungen in der weißen Substanz ein sensibles Indiz für den Patientenstatus oder die Aggressivität des Tumors darstellen.