Magnetisk resonanstomografi i multisenterstudier. Objektiv og subjektiv evaluering av bildekvalitet

Abstract

Background: Magnetic resonance imaging (MRI) is a technically vulnerable acquisition method. Sequence optimization across equipment increase image quality and reproducibility of multicenter data. Comparisons of scanner-related performance are scarce, mainly due to few guidelines on assessing image quality. Aim: Test and compare image quality and performance in different MRI scanners, independent of vendor and model. Material and methods: A phantom and a healthy volunteer's brain were scanned in the head coil of eight MRI machines (field strength 1.5 Tesla) from three different vendors, with sequences standardized for comparability. The brain protocol included the following: T1-weighted 3D-volume, T2-weighted fluid attenuated inversion recovery (FLAIR)-sequence, dual echo (proton density (PD)- and T2-weighted) turbo spin-echo (TSE)-sequence, and T2*-weighted gradient-echo (GRE)-sequence. Phantom scans were repeated in each scanner after 4-6 months. The phantom protocol included a dual echo TSE- and spin echo (SE)-sequence, and a T1-weighted SE-sequence. Signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), T2-values, ghosting and geometric accuracy were measured in phantom- and brain images. Spatial resolution, low contrast object detectability, image intensity uniformity, slice thickness accuracy and slice position accuracy were measured in phantom images. Three radiologists visually evaluated the brain images on a five-point scale, focused on tissue conspicuity, artifacts and overall image quality. Results: A majority of tested quality aspects were significantly different between scanners. Different tests accentuated different scanners positively and negatively. Results were stable over time. Conclusion: Scanner-specific features reveal little about image quality without testing. Keywords: magnetic resonance imaging, multicenter study, image quality control, phantom, healthy volunteer.

Bakgrunn: Magnetisk resonanstomografi (MR) er en avansert og teknisk sårbar bildeopptaksmetode. Optimalisering av sekvenser på tvers av utstyr øker bildekvaliteten og gir mer reproduserbare multisenterdata. Få har imidlertid testet og sammenlignet tomografrelatert yteevne, og det finnes få retningslinjer for hva som er god bildekvalitet og hvordan kvalitetskontroll bør gjennomføres. Mål: Teste og sammenligne bildekvalitet og yteevne hos ulike tomografer, uavhengig av leverandør og modell. Materiale og metode: Opptak av fantom og frisk frivillig i hodespole i åtte tomografer med magnetfeltstyrke 1,5 T fra tre ulike leverandører ble standardisert med tanke på sammenlignbarhet. Hjerneopptakene besto av et T1-vektet 3D-volum, en T2-vektet fluid attenuated inversion recovery (FLAIR)-sekvens, en dobbelekko (protontetthetsvektet og T2-vektet) turbo spinn-ekko (TSE)-sekvens, og en T2*-vektet gradientekko (GRE)-sekvens. Fantomopptakene ble gjennomført to ganger hvert sted med 4-6 måneders mellomrom, og besto av en dobbelekko TSE- og spinn-ekko (SE)- sekvens, samt en T1-vektet SE-sekvens. Signal/støy-forhold (SNR), kontrast/støy-forhold (CNR), T2-verdier, ghosting og geometriske størrelser ble målt i fantomopptak og hjerneopptak. Romlig oppløsning, lavkontrastdetaljer, signalhomogenitet, snittykkelse og snittposisjon ble målt i fantomopptak. Hjerneopptakene ble vurdert visuelt av tre radiologer, hvor differensierbarhet av vev og strukturer, artefakter, samt bildekvalitet som helhet ble vurdert på en skala 1-5. Resultater: Et flertall av de testede kvalitetsaspektene viste signifikante forskjeller mellom tomografer. Ulike tomografer skilte seg ut i positiv og negativ retning på ulike tester. Resultatene var stabile over tid. Konklusjon: Tomografens spesifikasjoner (utstyr, gradientstyrke, og lignende) sier lite om bildekvaliteten, den må testes. Nøkkelord: magnetisk resonanstomografi, multisenterstudie, kvalitetskontroll, bildekvalitet, fantom, frisk frivillig.