Superparamagnetic Iron Oxide Enhanced Magnetic Resonance Imaging in the Detection of Malignant Liver Lesions

Abstract

Objective: To determine the value of superparamagnetic iron oxide (SPIO)-enhanced MR imaging in malignant liver lesions. Materials and Methods: Twenty patients with various hepatic masses or metastases were investigated with 1 tesla MR. T1-weighted FLASH and double- echo TSE T2-weighted sequences were applied before and after contrast injection. “Defining statistics” were prepared according to pre and postcontrast signal intensity measurements. Results: In this study there were 11 patients with metastases, 4 patients with hemangioma, 4 patients with HCC and one patient with a hemangioma and a metastasis at the same time. In cases wheret we found only hemangiomas, in all sequences, S/N ratios (p=0.043) and T2-weighted double-echo TSE with long TE SI change (p=0.043) were significant. While in the hemangiomas in T2-weighted double-echo TSE with long TE there is an decrease in the C/N ratios; in cases with metastasis and HCC, compared to other sequences significant increase in C/N ratio in T2-weighted double-echo TSE with short TE sequences was detected. Conclusion: SPIO-enhanced MR imaging can be used as a non-invasive radiologic technique for the detection focal liver lesions, to determine the number of lesions and also has a value in differentiating the benign lesions (especially hemangiomas) from primary tumors or metastatic malignant lesions. Turkish Başlık: Malign Karaciğer Kitlelerinin Saptanmasında Süperparamanyetik Demir Oksit ile Manyetik Rezonans Görüntüleme Anahtar Kelimeler: Süperparamanyetik demir oksit (SPFeO), Kontrast- Gürültü oranı, MR görüntüleme, T1A FLASH ve Çift eko TSE T2A sekanslar Amaç: Manyetik Rezonans (MR) görüntülemede kontrast madde olarak kullanılan süperparamanyetik demir oksit (SPFeO) preparatının malign karaciğer kitlelerinin tanısındaki yerini araştırmaktır. Gereç ve Yöntemler: Değişik tipte karaciğer kitleleri bulunan 20 olguya 1 Tesla cihaz ile MR inceleme yapıldı. Olgulara pre- ve post-kontrast T1- ağırlıklı FLASH (Fast Low Angle Shot) ve çift eko TSE (Turbo Spin Echo) T2-ağırlıklı sekanslar uygulandı. Lezyonlardan yapılan sinyal intensite ölçümlerine göre “Tanımlayıcı istatistikler” yapıldı. Bulgular: Onbir olguda metastaz, 4 olguda hemanjiom, 4 olguda HCC (Hepatosellüler Karsinom) ve 1 olguda ise birer adet hemanjiom ve metastaz bulundu. Sadece hemanjiom saptanan olgularda tüm sekanslarda S/N oranlarında anlamlı değişim (p=0.043) saptanırken, çift eko TSE T2A sekansda sadece uzun TE'de Sİ değişimi (p=0.043) anlamlı bulundu. Metastaz ve HCC olgularında çift eko TSE T2A sekansda kısa TE'de diğer sekanslara oranla C/N oranlarında belirgin yüzde artış saptanırken, hemanjiom olgularında ise kontrast sonrasında özellikle çift eko TSE T2A sekansda uzun TE'de C/N oranlarında azalma belirlendi. Sonuç: Karaciğerde gerek lezyon tespiti ve sayısının belirlenmesi, gerekse benign (özellikle hemanjiom), primer ya da metastatik malignite ayrımında SPFeO ile MR görüntüleme diğer sekanslara ek bulgular sağlayan noninvaziv bir radyolojik metod olarak kullanılabilir.

Keywords

• Superparamagnetic iron oxide (SPIO), Contrast-Noise Ratio, MR imaging, T1-weighted FLASH and T2-weighted double-echo TSE sequences

Malign Karaciğer Kitlelerinin Saptanmasında Süperparamanyetik Demir Oksit ile Manyetik Rezonans Görüntüleme

Öz

Amaç: Manyetik Rezonans (MR) görüntülemede kontrast madde olarak kullanılan süperparamanyetik demir oksit (SPFeO) preparatının malign karaciğer kitlelerinin tanısındaki yerini araştırmaktır. Gereç ve Yöntemler: Değişik tipte karaciğer kitleleri bulunan 20 olguya 1 Tesla cihaz ile MR inceleme yapıldı. Olgulara pre- ve post-kontrast T1- ağırlıklı FLASH (Fast Low Angle Shot) ve çift eko TSE (Turbo Spin Echo) T2-ağırlıklı sekanslar uygulandı. Lezyonlardan yapılan sinyal intensite öl- çümlerine göre “Tanımlayıcı istatistikler” yapıldı. Bulgular: Onbir olguda metastaz, 4 olguda hemanjiom, 4 olguda HCC (Hepatosellüler Karsinom) ve 1 olguda ise birer adet hemanjiom ve metastaz bulundu. Sadece hemanjiom saptanan olgularda tüm sekanslarda S/N oranlarında anlamlı değişim (p=0.043) saptanırken, çift eko TSE T2A sekansda sadece uzun TE’de Sİ değişimi (p=0.043) anlamlı bulundu. Metastaz ve HCC olgularında çift eko TSE T2A sekansda kısa TE’de diğer sekanslara oranla C/N oranlarında belirgin yüzde artış saptanırken, hemanjiom olgularında ise kontrast sonrasında özellikle çift eko TSE T2A sekansda uzun TE’de C/N oranlarında azalma belirlendi. Sonuç: Karaciğerde gerek lezyon tespiti ve sayısının belirlenmesi, gerekse benign (özellikle hemanjiom), primer ya da metastatik malignite ayrımında SPFeO ile MR görüntüleme diğer sekanslara ek bulgular sağlayan noninvaziv bir radyolojik metod olarak kullanılabilir

Anahtar Kelimeler

• Süperparamanyetik demir oksit (SPFeO), KontrastGürültü oranı, MR görüntüleme, T1A FLASH ve Çift eko TSE T2A sekanslar

References

1. Rode A, Bancel B, Douek P, Chevallier M, Vilgrain V, Picaud G, et al. Small nodule detection in cirrhotic livers:evaluation with US, spi- ral CT, and MRI and correlation with pathologic examination of ex- planted liver. J Comput Assist Tomogr 2001;25:327-36. [CrossRef]
2. Sica GT, Ji H, Ros PR. CT and MR imaging of hepatic metastases. AJR Am J Roentgenol 2000;174:691-3.
3. Erden İ. Gövde Manyetik Rezonans. İzmir:Manyetik Rezonans Derneği; 2005;4:13-8.
4. Semelka RC, Helmberger TK. Contrast agents for MR imaging of the liver. Radiology 2001;218:27-38.
5. Akın O, Ağıldere AM. MR görüntülemede kullanılan kontrast mad- deler. Tanısal ve Girişimsel Radyoloji 2000;6:348-54.
6. Wang YX, Hussain SM, Krestin GR. Superparamagnetic iron oxide contrast agents: physicochemical characteristics and applications in MR imaging. Eur Radiol 2001;11:2319-31. [CrossRef]
7. Bluemke DA, Weber TM, Rubin D, de Lange EE, Semelka R, Red- vanly RD, et al. Hepatic MR imaging with ferumoxides:multicenter study of safety and effectiveness of direct injection protocol. Radi- ology 2003;228:457-64. [CrossRef]
8. Bilgili Y, Fırat Z, Pamuklar E, Ünal B, Hyslop W, Rivero H, et al. Fo- cal Liver Lesions Evaluated by MR Imaging. Diagn Interv Radiol 2006;12:129-35.

9. Stark DD, Weissleder R, Elizondo G, Hahn PF, Saini S, Todd LE, et al. Superparamagnetic iron oxide:clinical application as a contrast agent for MR imaging of the liver. Radiology 1988;168:297-301.
10. Kim MJ, Kim JH, Chung JJ, Park MS, Lim JS, Oh YT. Focal hepatic lesions: detection and characterization with combination gado- linium and superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging. Radiology 2003;228:719-26. [CrossRef]
11. Arbab AS, Ichikawa T, Sou H, Araki T, Nakajima H, Ishigame K, et al. Ferumoxides- enhanced double- echo T2-weighted MR imag- ing in differentiating metastases from nonsolid benign lesions of the liver. Radiology 2002;225:151-8. [CrossRef]
12. Reimer P, Jähnke N, Fiebich M, Schima W, Deckers F, Marx C, et al. Hepatic lesion detection and characterization:value of nonen- hanced MR imaging, superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging, and spiral CT-ROC analysis. Radiology 2000;217:152-8.
13. Paley MR, Mergo PJ, Torres GM, Ros PR. Characterization of fo- cal hepatic lesions with ferumoxides-enhanced T2 weighted MR imaging. AJR Am J Roentgenol 2000;175:159-63.
14. Bellin MF, Zaim S, Auberton E, Sarfati G, Duron SS, Khayat D, et al. Liver metastases: safety and efficacy of detection with superpara- magnetic iron oxide in MR imaging. Radiology 1994;193:657-63.
15. Bluemke DA, Paulson EK, Choti MA, DeSena S, Clavien PA. Detec- tion of hepatic lesions in candidates for surgery: Comparsion of ferumoxides-enhanced MR imaging and duaphase helical CT. AJR Am J Roentgenol 2000;175:1653-8.
16. Clément O, Siauve N, Cuénod CA, Frija G. Liver imaging with ferumoxides (Feridex): fundamentals,controversies, and practical aspects. Top Magn Reson Imaging 1998;9:167-82.