Spektroskopische bildgebung der menschlichen leber mittels 3D-CSI: Etablierung und anwendung bei patienten mit metastasiertem aderhautmelanom

Meinrad Beer; V. Winkelmann; J. C. Becker; P. Terheyden; M. Stenzel; E. B. Bröcker; D. Hahn; H. Köstler

doi:10.1055/s-2008-1027887

Spektroskopische bildgebung der menschlichen leber mittels 3D-CSI: Etablierung und anwendung bei patienten mit metastasiertem aderhautmelanom

Translated title of the contribution: Spectroscopic imaging of the human liver using 3D CSI: Optimization and application in patients with metastatic uvea melanoma

Meinrad Beer^*, V. Winkelmann, J. C. Becker, P. Terheyden, M. Stenzel, E. B. Bröcker, D. Hahn, H. Köstler

^*Corresponding author for this work

Department of Dermatology, Allergology and Venereology

University of Würzburg

Abstract

Purpose: ³¹P MR spectroscopy (MRS) allows the noninvasive assessment of metabolic alterations in tumors. Due to physical as well as technical limitations, mostly large and single voxels are used. We used a spatially resolved ³¹P MRS technique to characterize metabolic abnormalities inside and adjacent to liver metastases of patients with uvea melanoma. Materials and Methods: Optimization of 3D chemical shift imaging (3D CSI) was performed in healthy volunteers (n = 19; voxel size 25 ml). Patients (n = 8) with liver metastases were then examined. Cross sectional imagingwas available for all patients. Results: Compared to healthy volunteers, the PME/PDE ratios of patients with liver metastasis were significantly higher (0.56 ± 0.30 vs. 0.39 ± 0.21; p < 0.05). A trend towards increased PME/beta ATP ratios (2.07 ± 1.83 vs. 1.02 ± 0.45; p = 0.12) and decreased Pi/PME ratios (0.57 ± 0.29 vs. 1.06 ± 0.58; p = 0.06) was also observed. Patients with metastases ≥5 cm showed significantly higher PME/PDE ratios (0.68 ± 0.17 vs. 0.45 ± 0.03; p < 0.05). Liver parenchyma adjacent to metastases did not show any significant changes compared to non-diseased tissue. Conclusion: 3D CSI allows the simultaneous analysis of metabolic alterations in diseased as well as in healthy human liver. Metastases show significant metabolic alterations. Thus, ³¹P MRS opens new possibilities for therapeutic monitoring.

Translated title of the contribution	Spectroscopic imaging of the human liver using 3D CSI: Optimization and application in patients with metastatic uvea melanoma
Original language	German
Journal	RoFo Fortschritte auf dem Gebiet der Rontgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren
Volume	181
Issue number	1
Pages (from-to)	60-66
Number of pages	7
ISSN	1438-9029
DOIs	https://doi.org/10.1055/s-2008-1027887
Publication status	Published - 01.2009

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SDG 3 Good Health and Well-being

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10.1055/s-2008-1027887

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Beer, M., Winkelmann, V., Becker, J. C., Terheyden, P., Stenzel, M., Bröcker, E. B., Hahn, D., & Köstler, H. (2009). Spektroskopische bildgebung der menschlichen leber mittels 3D-CSI: Etablierung und anwendung bei patienten mit metastasiertem aderhautmelanom. RoFo Fortschritte auf dem Gebiet der Rontgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren, 181(1), 60-66. https://doi.org/10.1055/s-2008-1027887

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author = "Meinrad Beer and V. Winkelmann and Becker, \{J. C.\} and P. Terheyden and M. Stenzel and Br{\"o}cker, \{E. B.\} and D. Hahn and H. K{\"o}stler",

year = "2009",

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Beer, M, Winkelmann, V, Becker, JC, Terheyden, P, Stenzel, M, Bröcker, EB, Hahn, D & Köstler, H 2009, 'Spektroskopische bildgebung der menschlichen leber mittels 3D-CSI: Etablierung und anwendung bei patienten mit metastasiertem aderhautmelanom', RoFo Fortschritte auf dem Gebiet der Rontgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren, vol. 181, no. 1, pp. 60-66. https://doi.org/10.1055/s-2008-1027887

Spektroskopische bildgebung der menschlichen leber mittels 3D-CSI: Etablierung und anwendung bei patienten mit metastasiertem aderhautmelanom. / Beer, Meinrad; Winkelmann, V.; Becker, J. C. et al.
In: RoFo Fortschritte auf dem Gebiet der Rontgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren, Vol. 181, No. 1, 01.2009, p. 60-66.

Research output: Journal Articles › Journal articles › Research › peer-review

TY - JOUR

T1 - Spektroskopische bildgebung der menschlichen leber mittels 3D-CSI: Etablierung und anwendung bei patienten mit metastasiertem aderhautmelanom

AU - Beer, Meinrad

AU - Winkelmann, V.

AU - Becker, J. C.

AU - Terheyden, P.

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PY - 2009/1

Y1 - 2009/1

N2 - Ziel: Die 31P-MR-Spektroskopie (MRS) ermöglicht die nicht invasive Erfassung metabolischer Veränderungen in Tumoren. Aufgrund physikalischer aber auch technischer Limitationen werden zumeist nur einzelne und große Untersuchungsvolumina untersucht. Die Möglichkeiten einer räumlich hoch aufgelösten 31P-MRS zur Charakterisierung von Stoffwechselveränderungen in Lebermetastasen sowie im benachbarten gesunden Lebergewebe wurde bei Patienten mit Uveamelanom untersucht. Material und Methoden: Anhand von Probandenuntersuchungen (n = 19) wurde die 3D-Chemical-Shift-Imaging-Technik (3D-CSI) der menschlichen Leber optimiert, (Voxelgröße 25 cm3). Anschließend wurden Patienten (n = 8) mit Lebermetastasen untersucht. Bei allen Patienten lag zeitgleich eine Schnittbildgebung vor. Ergebnisse: Im Vergleich zu Gesunden zeigten die Patienten in Lebermetastasen ein signifikant erhöhtes PME/PDE-Verhältnis (0,56 ± 0,30 vs. 0,39 ± 0,21; p < 0,05). Dies war verbunden mit einer tendenziellen Zunahme des PME/beta ATP- (2,07 ± 1,83 vs. 1,02 ± 0,45; p = 0,12) sowie Abnahme des Pi/PME-Verhältnisses (0,57 ± 0,29 vs. 1,06 ± 0,58; p = 0,06). Patienten mit Metastasen ≥ 5 cm zeigten signifikant höhere PME/PDE-Verhältnisse (0,68 ± 0,17 vs. 0,45 ± 0,03; p < 0,05). Den Metastasen benachbartes Lebergewebe zeigte im Vergleich zu Gesunden keine signifikanten Veränderungen. Schlussfolgerung: Die 3D-CSI-Technik erlaubt die simultane Erfassung metabolischer Veränderungen im erkrankten wie im gesunden Lebergewebe. Metastasen weisen signifikante metabolische Änderungen auf. Die 31P-MRS eröffnet somit neue Möglichkeiten zum Therapiemonitoring.

AB - Ziel: Die 31P-MR-Spektroskopie (MRS) ermöglicht die nicht invasive Erfassung metabolischer Veränderungen in Tumoren. Aufgrund physikalischer aber auch technischer Limitationen werden zumeist nur einzelne und große Untersuchungsvolumina untersucht. Die Möglichkeiten einer räumlich hoch aufgelösten 31P-MRS zur Charakterisierung von Stoffwechselveränderungen in Lebermetastasen sowie im benachbarten gesunden Lebergewebe wurde bei Patienten mit Uveamelanom untersucht. Material und Methoden: Anhand von Probandenuntersuchungen (n = 19) wurde die 3D-Chemical-Shift-Imaging-Technik (3D-CSI) der menschlichen Leber optimiert, (Voxelgröße 25 cm3). Anschließend wurden Patienten (n = 8) mit Lebermetastasen untersucht. Bei allen Patienten lag zeitgleich eine Schnittbildgebung vor. Ergebnisse: Im Vergleich zu Gesunden zeigten die Patienten in Lebermetastasen ein signifikant erhöhtes PME/PDE-Verhältnis (0,56 ± 0,30 vs. 0,39 ± 0,21; p < 0,05). Dies war verbunden mit einer tendenziellen Zunahme des PME/beta ATP- (2,07 ± 1,83 vs. 1,02 ± 0,45; p = 0,12) sowie Abnahme des Pi/PME-Verhältnisses (0,57 ± 0,29 vs. 1,06 ± 0,58; p = 0,06). Patienten mit Metastasen ≥ 5 cm zeigten signifikant höhere PME/PDE-Verhältnisse (0,68 ± 0,17 vs. 0,45 ± 0,03; p < 0,05). Den Metastasen benachbartes Lebergewebe zeigte im Vergleich zu Gesunden keine signifikanten Veränderungen. Schlussfolgerung: Die 3D-CSI-Technik erlaubt die simultane Erfassung metabolischer Veränderungen im erkrankten wie im gesunden Lebergewebe. Metastasen weisen signifikante metabolische Änderungen auf. Die 31P-MRS eröffnet somit neue Möglichkeiten zum Therapiemonitoring.

UR - https://www.scopus.com/pages/publications/58249092242

U2 - 10.1055/s-2008-1027887

DO - 10.1055/s-2008-1027887

M3 - Zeitschriftenaufsätze

C2 - 19085691

AN - SCOPUS:58249092242

SN - 1438-9029

VL - 181

SP - 60

EP - 66

JO - RoFo Fortschritte auf dem Gebiet der Rontgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren

JF - RoFo Fortschritte auf dem Gebiet der Rontgenstrahlen und der Bildgebenden Verfahren

IS - 1

ER -

Spektroskopische bildgebung der menschlichen leber mittels 3D-CSI: Etablierung und anwendung bei patienten mit metastasiertem aderhautmelanom

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