Background: Lung magnetic resonance imaging (MRI) examinations are challenging and have not become established in the routine clinical setting. Recent developments in low-field MRI, combined with computer-assisted algorithms for acquisition and evaluation, promise new perspectives for imaging of pulmonary diseases.
Objectives: This review aims to inform about the physical advantages of low-field MRI for imaging the lungs, provide a review of the sparse literature, and present first results from a new low-field MRI scanner.
Materials and methods: This article provides information on the physical principles, an review of the literature, and our first experiences in lung imaging on a modern 0.55 T MRI.
Conclusion: Low-field MRI (< 1 T) may have technical and economic advantages over higher field strength MRI in lung imaging. The physical preconditions of low-field MRI are advantageous for imaging the lungs due to reduced susceptibility effects, increased transversal relaxation times, and lower specific absorption rates. The lower investment and operating costs may enable increased availability and sustainability. Combining modern sequences and computer-based image processing may expand beyond morphological imaging by providing spatially and temporally resolved functional examinations of the lung parenchyma without ionizing radiation. In critical scenarios, like screening and short-term follow-up examinations, and patients at risk, low-field MRI may bridge the gap. These indications may include acute and chronic pulmonary diseases in pediatric patients and suspected pulmonary embolisms in pregnant women.
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.
Keywords: Field strength; Functional analysis; Image quality; Low-field system; Lung imaging.
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