Magnetisk Resonans og Multippel Sklerose - 3- og 7 tesla, diagnose og sykdomsovervåking av multippel sklerose: en sammenligning med 1,5 tesla.

Abstract

NORSK: Innledning: Magnetisk resonans (MR) får stadig en større rolle til diagnose og overvåking av multippel sklerose (MS). I denne besvarelsen ser man nærmere på om høyfelts (3 tesla) og ultra-høyfelt (7 tesla) MR er bedre til å diagnostisere og overvåke MS enn konvensjonell MR (1,5 tesla). Spesielt sees det på hvordan signal-to-noise ratio (SNR), specific absorption rate (SAR) og paramatere blir påvirket. Problemstillingen er: Er høyfelt og ultra-høyfelt MR bedre til å diagnostisere og overvåke sykdomsforløpet til multippel sklerose sammenlignet med konvensjonell MR, og hvordan påvirkes signal-to-noise ratio og specific absorption rate? Metode: Det har blitt foretatt et litteraturstudium med en gjennomgang av artikler som forteller om studier som har blitt utført. Det var ikke mulig å gjennomføre egne forsøk. Teori: MS er en kronisk inflammatorisk sykdom i sentralnervesystemet. Den inflammatoriske prosessen gir betennelsesflekker (plakk) og ødelegger de isolerende myelinkjedene rundt nervefibrene. I de seneste tiår har bruken av MR økt betraktelig og særlig er MR en sensitiv diagnostisk metode for å oppdage inflammatoriske lesjoner ved MS. Resultat: Den største fordelen med et magnetfelt på 3 tesla er en økning av SNR, som kan gi kortere undersøkelsestid, bedre oppløsning eller en kombinasjon. Samtidig øker SAR sammenlignet med 1,5 tesla. Pasienter med klinisk isolerte syndromer (KIS) hadde større mulighet til å bli diagnostisert med MS ved 3 tesla kontra 1,5 tesla. Å bruke fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) er en utfordrende oppgave ved 7 tesla, og det måtte tas i bruk adiabatisk inversjonspuls noe som førte til høyt SAR nivå. Det ble oppdaget flere lesjoner ved 7 tesla kontra 3 tesla og 1,5 tesla. Diskusjon: Selv om det oppdages flere lesjoner ved høyere magnetfelt sammenlignet med lavere, betyr ikke det nødvendigvis at det er lettere å stille diagnosen. Det er en uenighet om et høyere magnetfelt bidrar med å stille diagnosen MS til pasienter med KIS. Men forskning har vist at dette faktisk er tilfelle. Konklusjon: Det oppdages flere lesjoner desto høyere magnetfelt, hovedsakelig på grunn av øket SNR. I noen studier har det vist seg at pasienter med KIS kunne få diagnosen MS etter en undersøkelse med høyere magnetfelt. SAR øker ved høyere tesla, men for høy SNR verdier kan bli redusert ved å forandre parametrer. Resultatene viser til at det ikke er per i dag mulig å gi svar på om 3 tesla og 7 tesla er bedre å bruke for å overvåke MS kontra 1,5 tesla.

ENGELSK: Introduction: Magnetic Resonance Imaging (MRI) is gaining a greater role in the diagnosis and monitoring of multiple sclerosis (MS). In this paper we have taken a closer look at whether high-field (3 tesla) and ultra-high-field (7 tesla) MRI is a better method to diagnose and monitor MS than conventional MRI (1.5 tesla), in particular how the signal-to-noise ratio (SNR), specific absorption rate (SAR) and parameters are affected. Problem description: Is high-field and ultra high-field MRI better to diagnose and monitor the disease course of multiple sclerosis compared with conventional MRI, and how does this affect the signal-to-noise ratio and specific absorption rate? Method: It has been performed a literature study with a review of articles that give an insight to studies that have been performed. It was not possible to perform own experiments. Theory: MS is a chronic inflammatory disease of the central nervous system. The inflammatory process leads to inflammatory patches (plaques) and destroys the insulating myelin around the nerve fibers. In recent decades, the use of MRI has increased considerably and, in particular, MRI provides a sensitive diagnostic method for detecting inflammatory lesions in MS. Results: The main advantage of using magnetic field strength of 3 tesla is an increased SNR, which may shorten acquisition time, better resolution, or a combination of both. The negative aspect of 3 tesla compared with 1.5 tesla is an increased SAR. Patients with clinically isolated syndromes (CIS) were more likely to be diagnosed with MS at 3 tesla than at 1.5 tesla. Using fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) is a challenging task at 7 tesla, and it had to involve an adiabatic inversion pulse which led to high SAR levels. It was discovered more lesions with both 3 and 7 tesla compared to 1.5 tesla. Discussion: Although it was detected more lesions at higher magnetic field strength does not necessarily mean that it is easier to diagnose MS. There is a discussion whether higher magnetic field contributes to the diagnoses of MS in patients with CIS even though research has shown that this is actually the case. Conclusion: Higher magnetic field is detecting more lesions than lower fields, mainly because of increased SNR. Some studies have shown that examinations at higher tesla levels could diagnose CIS patients with MS. SAR increases with higher tesla, but high SAR values can be reduced by changing the parameters. It cannot be said for certain if 3 and 7 tesla is better than 1.5 tesla to monitor MS.