Purpose: MR transverse relaxation rate R2* has been shown to be useful for monitoring liver iron overload. A sequence enabling acquisition of the whole liver in a single breath hold is now available, thus allowing volumetric hepatic R2* distribution studies. We evaluated the feasibility of computer-assisted whole liver segmentation of 3 D multi-gradient-echo MRI data, and compared whole liver R2* determination to analyzing only a single slice. Also, segmental R2* differences were studied.
Materials and methods: The liver of 44 patients, investigated by multi-gradient echo MRI at 1.5 T, was segmented and divided into nine segments. Segmental R2* values were examined for all patients together and with respect to two criteria: average R2* values, and reason for iron overload. Correlation of single-slice and volumetric data was tested with Spearman's rank test, segmental and group differences were evaluated by analysis of variance.
Results: Whole-liver R2* values correlated excellent to single slice data (p < 0.001). The lowest R2* occurred in segment 1 (S1), differences of S1 with regard to other segments were significant in five cases and highly significant in two cases. Patients with high average R2* showed significant differences between S1 and segments 2, 6, and 7. Disease-related differences with respect to S1 were significant in segments 3 to 5 and 7.
Conclusion: Our results suggest inhomogeneous hepatic iron distribution. Low R2* in S1 may be explained by its special vascularization.
Key points: · Hepatic R2* distribution is not as homogeneous as previously thought.. · Liver segments might have a functional relevance.. · Segmental and total liver R2* values coincide best in segment 8..
Citation format: · Wunderlich AP, Cario H, Kannengießer S et al. Volumetric Evaluation of 3D Multi-Gradient-Echo MRI Data to Assess Whole Liver Iron Distribution by Segmental R2* Analysis: First Experience. Fortschr Röntgenstr 2023; 195: 224 - 233.
ZIEL: Die transversale MR-Relaxationsrate R2* hat sich als nützlich für die Überwachung der Eisenüberladung der Leber erwiesen. Mittlerweile steht eine Sequenz zur Verfügung, die die Erfassung der gesamten Leber in einem einzigen Atemzug ermöglicht. Das erlaubt volumetrische Studien der hepatischen R2*-Verteilung. Unser Ziel war es, die Machbarkeit einer computergestützten Segmentierung der gesamten Leber aus 3D-Multigradientenecho-MRT-Daten zu untersuchen. Darüber hinaus haben wir untersucht, ob die Bestimmung des R2*-Wertes der gesamten Leber mit der Analyse einer einzelnen Schicht vergleichbar ist. Schließlich wurden die segmentalen R2*-Unterschiede bewertet.
Methoden: 44 Patienten wurden mittels Multi-Gradientenecho-MRT bei 1,5 T untersucht. Die Leber wurde segmentiert und in neun Segmente unterteilt. Die segmentalen R2*-Werte wurden für alle Patienten zusammen und unterteilt nach zwei Kriterien analysiert: durchschnittliche R2*-Werte und vorherrschender Grund für die Eisenüberladung. Die Korrelation von Einzelschicht- und volumetrischen Daten wurde mit dem Spearman-Rangtest geprüft, während Segment- und Gruppenunterschiede durch Varianzanalyse bewertet wurden.
Ergebnisse: Die R2*-Werte der Gesamtleber korrelierten hervorragend mit den Einzelschichtdaten (p < 0,001). Die niedrigsten R2*-Werte traten in Segment 1 (S1) auf, die Unterschiede zwischen S1 und anderen Segmenten waren in fünf Fällen signifikant und in zwei Fällen hochsignifikant. Patienten mit niedrigem R2* wiesen keine signifikanten Unterschiede auf, Patienten mit hohem R2* zeigten signifikante Unterschiede zwischen S1 und den Segmenten 2, 6 und 7. Krankheitsbedingte Unterschiede zu S1 waren in den Segmenten 3 bis 5 und 7 signifikant.
Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf eine Inhomogenität der hepatischen Eisenverteilung hin. Während der niedrige R2*-Wert in S1 durch seine besondere Gefäßversorgung erklärt werden kann, sollte die Ursache für segmentale Unterschiede, möglicherweise bedingt durch spezifische Krankheitsbilder, weiter untersucht werden.
Kernaussagen: · Die R2*-Verteilung in der Leber ist nicht so homogen wie bisher angenommen.. · Dies deutet darauf, dass die Lebersegmente nicht nur eine anatomische, sondern auch eine funktionelle Bedeutung haben.. · Die beste Übereinstimmung des R2*-Werts eines einzelnen Segments mit dem der gesamten Leber fanden wir in Segment 8..
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